스캐폴드 생체 적합성은 배양육 생산에 매우 중요합니다. 스캐폴드는 세포 부착, 성장 및 분화를 지원하면서 안전하게 섭취할 수 있어야 합니다. 무해한 부산물로 분해되어 먹을 수 없는 잔여물을 남기지 않아야 합니다. 규제 표준은 ISO 10993 의료 기기 프로토콜 및 영국/EU 식품 안전 법률을 모두 준수해야 합니다. 알아야 할 사항은 다음과 같습니다:
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주요 테스트 영역:
- 세포독성: 재료는 70% 이상의 세포 생존율을 보여야 합니다 (ISO 10993-5).
- 분해: 스캐폴드는 안전하게 식용 가능한 성분으로 분해되어야 합니다.
- 기계적 특성: 강성, 다공성 및 내구성은 세포 성장에 필수적입니다.
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재료 카테고리:
- 천연 폴리머 (e.g., 알지네이트, 대두 단백질): 기존 식품 사용으로 인해 규제 승인 용이.
- 합성 폴리머: 새로운 식품 규정에 따라 상세한 안전 데이터가 필요합니다.
- 세포 제거된 ECM: 동물 유래 스캐폴드는 알레르기 유발 물질과 병원체에 대한 철저한 테스트가 필요합니다.
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규제 초점:
스캐폴드는 ISO 10993 표준을 충족하고, 새로운 식품 평가와 일치하며, 인간 소비에 대한 안전성을 보장해야 합니다. 테스트에는 세포 독성, 알레르기 유발 가능성, 분해 산물 분석이 포함됩니다. -
실용적 적용:
개발자는 생체 적합성 데이터를 기계적 및 구조적 지표와 통합하여 스캐폴드 성능을 최적화해야 합니다.Cellbase 와 같은 플랫폼은 검증된 스캐폴드를 생산 요구와 일치시키는 데 도움을 줍니다.
이 기사는 배양육 생산을 위한 스캐폴드의 테스트 프로토콜, 규제 요구 사항 및 재료 옵션에 대한 상세한 가이드를 제공합니다.
스캐폴드 생체 적합성에 대한 규제 기준
적용 가능한 시험 기준
규제 기준은 배양육 생산에 사용되는 스캐폴드의 안전성과 생체 적합성을 보장하기 위한 명확한 시험 프로토콜을 수립했습니다. 이러한 스캐폴드는 ISO 10993 의료기기 표준과 식품 안전 규정을 모두 준수해야 합니다 [6][3][4]. 이러한 이중 요구 사항은 스캐폴드가 생체 재료로서 세포 성장을 지원할 뿐만 아니라 최종 제품의 일부로서 소비에 안전해야 하기 때문에 발생합니다.
원래 의료기기를 위해 설계된 ISO 10993 시리즈는 생체 적합성 평가에서 중심적인 역할을 합니다. ISO 10993-5는 in vitro 세포 독성 시험에 중점을 두고 있으며, 배양육 연구에서 이미 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어, 세포 생존율이 대조군에 비해 최소 70%인 경우 재료는 비세포독성으로 간주됩니다.자가 치유 하이드로겔 스캐폴드에 대한 연구는 하이드로겔 전구체가 마우스 및 소 세포에 대한 WST-8 분석에서 70% 이상의 세포 생존율을 달성하여 ISO 10993-5 표준을 충족함을 입증했습니다 [2].
ISO 10993-10, -23, -11, -13, -14, -15를 포함한 다른 ISO 표준은 감작, 자극, 전신 독성 및 분해 산물 평가와 같은 영역을 다룹니다. ISO 10993-1은 제조업체가 스캐폴드 재료에 필요한 특정 테스트를 결정하는 데 도움이 되는 위험 기반 프레임워크를 제공합니다. 이 접근 방식은 스캐폴드를 재료의 출처와 그들이 직면한 규제 과제에 따라 분류합니다.
그러나 의료 기기 표준을 충족하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 영국과 EU에서는 스캐폴드 재료가 새로운 식품 평가 및 식품 접촉 재료 규칙을 포함한 식품 안전 규정을 준수해야 합니다 [6][3][4].이러한 요구 사항은 규정 (EC) No 178/2002 (영국 법에 유지됨) 및 규정 (EC) No 1935/2004와 같은 규정에 따라 설명되어 있습니다. 유럽 식품 안전청 (EFSA)은 EU 전역에서 유사한 기준을 시행합니다.
영국 및 EU 시장을 위한 스캐폴드는 식용 가능하고 소화 가능하며 비식용 잔류물을 남기지 않아야 합니다 [6][3][4][5]. 이는 장기적인 임플란트 성능에서 스캐폴드가 소화 시스템과 상호 작용하는 방식, 즉 대사 및 영양 효과로 초점을 이동시킵니다.
규제 승인 절차를 간소화하기 위해, 스캐폴드 개발자는 종종 젤라틴, 알지네이트 및 식물성 단백질과 같은 확립된 식품 안전 프로필을 가진 성분을 사용합니다 [6][4][5].이러한 다양한 테스트 요구 사항은 자연스럽게 비계(Scaffold)를 서로 다른 재료 카테고리로 그룹화합니다.
재료 카테고리 및 규제 요구 사항
비계의 규제 경로는 그 재료 구성과 출처에 크게 의존합니다. 이러한 카테고리를 이해하면 제조업체가 승인에 필요한 증거를 예측하고 재료 및 프로세스 선택을 안내하는 데 도움이 됩니다.
천연 폴리머 및 식물 기반 비계는 종종 규제가 더 간단합니다. 알지네이트, 전분, 대두 단백질과 같은 재료는 이미 식품 성분으로 인정받고 있어 규제 수용이 원활합니다 [6][3][4][5]. 이러한 비계는 일반적으로 ISO 10993-5 세포독성 테스트와 함께 식품 및 식품 접촉 재료에 대한 EFSA 및 FSA 평가를 거칩니다.규제 기관은 이러한 지지체를 완전히 새로운 재료가 아닌 식품 첨가물 또는 가공 보조제로 취급합니다. 그러나 잠재적인 오염 물질, 예를 들어 살충제나 중금속을 해결하고, 가공 화학 물질이 식품 등급이거나 안전한 수준으로 감소되었는지를 보장하기 위한 문서가 필요합니다 [3][4][5].
시금치 잎이나 텍스처드 대두 단백질과 같은 탈세포화된 식물 조직은 새로운 트렌드입니다. 이러한 재료는 합성 폴리머보다 기존 규제 프레임워크에 더 쉽게 통합되지만, 제조업체는 세제나 용제와 같은 탈세포화 과정에서 남아 있는 화학 물질이 식품 안전 기준을 충족하는지 입증해야 합니다.
엔지니어드 하이드로겔 및 합성 폴리머는 더 엄격한 검토를 받습니다. 이러한 재료는 Novel Food Regulation (EU) 2015/2283 (영국 법에 유지됨) 하에서 새로운 식품 성분으로 분류됩니다.승인은 화학적 조성, 독성학, 소비자 노출, 재료 및 그 분해 산물의 소화를 포함한 포괄적인 안전성 자료를 요구합니다. 테스트에는 ISO 10993 표준의 전체 범위 - 세포독성, 감작, 전신 독성 및 분해 산물 분석 - 와 새로운 식품 평가가 포함됩니다. 이러한 폴리머는 의료 재료와 유사하게 평가되지만, 이식보다는 섭취에 중점을 둡니다 [6][3][5].
동물 조직에서 유래한 탈세포화된 세포외 기질(ECM) 스캐폴드는 독특한 도전을 제시합니다. 식품에서 동물 조직의 사용은 잘 확립되어 있지만, 섭취된 ECM 스캐폴드는 비교적 새로운 것입니다 [4]. 규제 요구 사항에는 원료, 알레르기 유발 가능성, 인수공통전염병 병원체 및 프리온에 대한 상세한 문서가 포함됩니다. 제조업체는 원천 종과 조직의 추적 가능성을 보장하고, 탈세포화 과정을 검증하며, 병원체 비활성화를 입증해야 합니다. 전염성 해면상 뇌병증(TSE), 소 해면상 뇌병증(BSE), 동물 부산물 규정을 준수하는 것도 필수적입니다 [4]. 분석적 증거는 세포, DNA 및 병원체의 안전 수준으로의 제거를 확인해야 합니다.
아래는 스캐폴드 카테고리 전반에 걸친 규제 요구 사항의 요약입니다:
| 재료 카테고리 | 규제 친숙도 | 주요 표준 | 주요 안전 문제 |
|---|---|---|---|
| 천연 폴리머 &및 식물 기반 | 식품 성분으로 인정됨 (e.g.알지네이트, 전분, 대두 단백질), 승인 용이 [6][3][4][5] | 세포독성에 대한 ISO 10993-5, EFSA/FSA 식품 접촉 규정; 식품 첨가물 또는 가공 보조제로 취급 [6][2][3] | 잔류 가공 화학물질, 농업 오염물질, 알레르기 유발 가능성 |
| 엔지니어드 하이드로젤 &및 합성 폴리머 | 신규 식품 성분으로 취급; 상세한 안전성 자료 요구 [6][3][5] | 광범위한 ISO 10993 시리즈 (세포독성, 감작, 전신 독성, 분해 생성물) 및 새로운 식품 규정 [6][3][5] | 분해 생성물 안전성, 전신 독성, 소화 가능성 |
| 세포 제거된 ECM (동물 유래) | 동물 조직 사용은 확립되었지만, 섭취된 ECM 스캐폴드는 비교적 새로운 것 [4] | ISO 10993 테스트, TSE/BSE 규정, 동물 부산물 규칙 [4] | 인수공통 감염 위험, 프리온 오염, 잔류 세포 물질, 출처 추적 가능성 |
규제 지침은 테스트 전략이 스캐폴드가 어떻게 사용될 것인지에 맞춰야 한다고 강조합니다 - 완전히 분해되도록 설계되었는지, 부분적으로 남아있도록 설계되었는지, 또는 완전히 제거되도록 설계되었는지, 그리고 예상 소비자 노출 [6][3]에 따라야 합니다.이 접근 방식은 ISO 10993 원칙과 식품 독성학에 뿌리를 두고 있으며, 제공된 증거가 최종 제품에서 스캐폴드의 역할과 일치하도록 보장합니다.
식품 등급 및 비동물 스캐폴드에 대한 증가하는 관심은 규제 요구 사항과 소비자 선호도를 모두 반영합니다. 최근 리뷰는 식물 기반, 다당류 및 단백질 스캐폴드, 특히 비동물 출처의 스캐폴드에 대한 관심이 증가하고 있음을 강조합니다. 이 추세는 확립된 식품 안전 기록과 낮은 인식 위험을 가진 재료에 대한 선호와 일치합니다 [6][3][4][5].
스캐폴드의 생체 적합성 테스트 프로토콜
시험관 내 세포 적합성 테스트
스캐폴드의 생체 적합성을 평가하기 위해 연구자들은 세포 생존율과 세포 독성을 측정하는 시험관 내 분석에 의존합니다.일반적으로 사용되는 기술은 물에 용해되는 테트라졸륨(WST-8) 분석법으로, 종종 CCK-8 분석을 통해 사용됩니다. 이 방법은 발판 위에 배양된 세포의 대사 활동을 일주일 동안 정량화합니다 [2]. 식품 접촉 재료에 대한 ISO 10993-5 표준에 따르면, 발판 재료는 대조 조건과 비교하여 70%를 초과하는 세포 생존율을 보여야 합니다 [2]. 이러한 테스트는 일반적으로 마우스 유래 C2C12 근모세포와 3T3-L1 전지방세포와 같은 근육 세포를 사용하여 수행됩니다.
예를 들어, 마블링된 배양육을 위해 설계된 자가 치유 하이드로겔 발판은 유망한 결과를 보여주었습니다. 이 하이드로겔은 보론산-디올 및 수소 결합을 통해 이중 가역 네트워크를 형성하며, 마우스 및 소 유래 세포 모두에서 70% 이상의 세포 생존율을 유지할 수 있습니다 [2].
생존 가능성 외에도 연구자들은 세포 부착 및 시딩 효율성을 평가합니다. 예를 들어, 텍스처드 대두 단백질 스캐폴드는 추가 표면 처리가 필요 없이 80% 이상의 시딩 효율을 달성했습니다 [3]. 한편, 천연 다당류 또는 생선 젤라틴과 한천과 같은 조합으로 만든 코팅은 세포 부착을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 스캐폴드가 근육 및 지방 세포 성장을 효과적으로 지원하는지 확인하기 위해 연구자들은 세포 부착, 생존 가능성 및 분화를 측정합니다. Matrigel과 같은 양성 대조군은 세포 증식 및 분화를 평가하는 기준점으로 사용됩니다 [2].
이러한 시험관 내 발견은 스캐폴드의 생분해성 및 기계적 내구성에 대한 추가 테스트의 기초를 마련합니다.
스캐폴드 분해 및 소화 가능성 테스트
세포 생존 가능성이 확인되면, 스캐폴드는 안전하게 식용 가능한 성분으로 분해되는지 확인하기 위해 분해 및 소화 가능성 테스트를 받습니다. 의료용 임플란트와 달리, 배양육을 위한 스캐폴드는 세포가 자체 세포외 기질을 형성함에 따라 예측 가능하게 분해되어야 합니다.
모의 소화 테스트는 위와 장의 체액에서 스캐폴드 분해를 평가하는 데 사용되며, 재료가 식품 안전 부산물로 분해되는 것을 보장합니다. 특히 식물에서 유래한 생분해성 성분은 예측 가능한 분해 프로필과 독성 잔류물의 최소 위험으로 인해 선호됩니다 [3][4].
다양한 스캐폴드 재료는 맞춤형 테스트 접근 방식을 필요로 합니다.물고기에서 추출한 해양 콜라겐은 뛰어난 호환성과 인수공통감염 위험이 감소된다는 이유로 자주 선택됩니다 [1]. 반면, 텍스처드 대두 단백질이나 세포 제거된 잎과 같은 식물 기반의 스캐폴드는 안전하고 먹을 수 있는 성분으로 분해되는지 확인하기 위해 신중하게 특성화되어야 합니다. 젤라틴과 알지네이트의 비율(일반적으로 7:3 또는 6:4) 및 글리세롤이나 소르비톨과 같은 가소제의 포함은 스캐폴드의 분해 행동과 전반적인 성능에 크게 영향을 미칩니다 [1].
장기 성능 및 기계적 특성
초기 세포 호환성이 중요하지만, 스캐폴드는 배양육 생산을 지원하기 위해 장기간에 걸쳐 잘 작동해야 합니다. 장기 배양 동안 스캐폴드는 세포 성장을 촉진하면서 기계적 특성을 유지해야 합니다.주요 요소로는 세포 증식, 분화 및 조직 형성에 필수적인 강성, 점탄성 및 다공성이 포함됩니다. 세포는 적절한 산소 확산을 보장하기 위해 영양소 공급원에서 약 200마이크로미터 이내에 머물러야 하므로 상호 연결된 네트워크를 가진 부드럽고 다공성의 지지체가 특히 중요합니다 [3].
조정 가능한 자가 치유 하이드로겔은 이러한 요구 사항을 충족하는 데 유망한 것으로 나타났습니다. 이러한 하이드로겔은 근육 또는 지방 세포 배양의 기계적 요구에 맞게 조정할 수 있어 세심하게 제어된 마블링 패턴을 가진 센티미터 두께의 배양육을 생산할 수 있습니다 [2].
장기적인 기계적 테스트는 압축 강도, 탄성 계수 및 수주간의 치수 안정성과 같은 매개 변수에 중점을 둡니다. 또한 지지체가 분해됨에 따라 이러한 특성이 어떻게 변하는지 모니터링하는 것도 중요합니다.빠르게 분해되는 재료는 적절한 조직 형성을 지원하지 못할 수 있으며, 너무 오래 지속되는 재료는 먹을 수 없는 잔여물을 남길 수 있습니다. 제조 기술은 다공성, 기계적 강도 및 호환성을 균형 있게 최적화합니다 [1].
연구 예시: 스캐폴드 생체 적합성 연구
하이드로겔 및 하이브리드 스캐폴드
젤라틴과 알지네이트 하이드로겔은 배양육의 스캐폴드 재료로서 강력한 잠재력을 보여주지만, 적절한 생체 적합성을 달성하기 위해서는 정밀한 조제가 필요합니다. 연구에 따르면 젤라틴 대 알지네이트 비율이 7:3, 또는 더 나아가 6:4일 때 콜로이드 안정성이 향상된 스캐폴드를 얻을 수 있습니다. 세포 부착력과 구조적 무결성을 향상시키기 위해 글리세롤과 소르비톨과 같은 가소제가 혼합물에 자주 포함됩니다[1]. 예를 들어, 0.375% 연어 젤라틴, 0.375% 알지네이트, 0.1% 글리세롤, 및 0.25% 아가로스는 C2C12 근모세포 성장과 스캐폴드 미세구조를 크게 개선하는 것으로 나타났으며, 물 상호작용 능력도 향상시켰습니다[4]. 겔화제의 선택도 중요한 역할을 합니다; 아가로스로 만든 스캐폴드는 물 상호작용 특성 면에서 아가를 사용하는 것보다 우수합니다[1].
폴리비닐 알코올(PVA)로 만든 자가 치유 하이드로겔 스캐폴드는 세포와의 우수한 호환성을 보여주었습니다. WST-8 분석(상업적으로 Cell Counting Kit-8로 제공됨)을 사용한 테스트에서 C2C12 근육 근모세포와 3T3-L1 전지방세포 섬유아세포에 대한 세포 독성 효과가 없음을 확인했으며, 세포 생존율이 70%를 초과하여 ISO 10993-5 표준을 충족했습니다[2]. 이러한 하이드로겔은 단일 배양을 사용하여 마블링된 고기 프로토타입을 만드는 데 성공적으로 사용되었습니다.
단백질 기반 하이드로겔 블렌드는 또 다른 유망한 경로입니다.예를 들어, 2% 겔란 검을 0.5% 또는 1% 대두 또는 완두 단백질 분리물과 혼합하면 생체 적합성을 향상시키는 겔란-단백질 하이드로겔이 생성됩니다. 이러한 혼합물은 세포 부착, 증식 및 닭의 골격근 위성 세포의 분화를 개선합니다[4]. 이러한 하이드로겔 및 하이브리드 스캐폴드는 유연성과 기계적 맞춤화를 제공하는 반면, 세포 제거된 ECM 스캐폴드는 자연 조직 기반의 대안을 제공합니다.
세포 제거된 ECM 스캐폴드
세포 제거된 ECM 스캐폴드는 자연 조직 구조를 활용하는 다른 전략을 나타냅니다. 예를 들어, 시금치 잎과 같은 세포 제거된 식물 조직은 구조적 무결성을 유지하면서 근육 세포 성장을 지원하고 인수공통 감염 위험을 최소화하는 것으로 나타났습니다[1].이 기술은 배양육 생산에서 식용 지지체를 만드는 실용적인 방법으로 주목받고 있습니다[1].
식물 기반 지지체
식물 기반 지지체는 특히 비용 효율성과 영양적 이점 측면에서 추가적인 장점을 제공합니다. 예를 들어, 텍스처드 대두 단백질은 기능화 없이도 80%를 초과하는 파종 효율로 소 줄기 세포 부착을 지원합니다[3]. 생체 적합성과 세포 부착을 더욱 향상시키기 위해, 자연 다당류 또는 생선 젤라틴과 한천의 조합으로 만든 코팅이 이러한 지지체에 적용되었습니다[3]. 세포와의 호환성을 넘어, 식물 단백질 기반 지지체는 저렴하고 영양가가 풍부하여 배양육 응용에 매력적입니다[1].그러나 일부 식물 기반 재료는 세포 결합 특성을 향상시키기 위해 추가적인 생체 재료가 필요할 수 있습니다. 박테리아 셀룰로오스와 겔란과 같은 보강재가 탐구되었지만, 각각은 고유한 도전 과제와 절충점을 가지고 있습니다[4].
sbb-itb-ffee270
생체 적합성 데이터를 스캐폴드 선택에 적용하기
프로세스 설계에서 생체 적합성 데이터 사용하기
효과적인 프로세스 결정을 내리기 위해서는 생체 적합성 데이터가 구조적 및 기계적 지표와 함께 작동해야 합니다. 앞서 언급했듯이, 기공의 상호 연결성을 유지하고 세포 생존력을 보장하는 것이 필수적입니다. 프로세스 엔지니어는 세포 생존력, 산소 소비, 영양소 확산 한계를 총 기공률, 기공 상호 연결성, 스캐폴드 두께와 같은 구조적 매개변수와 일치시켜야 합니다. 이 통합된 접근 방식은 생물 반응기에서 잘 작동할 스캐폴드를 식별하는 데 도움이 됩니다.
예를 들어, 얇은 층에서는 높은 세포 생존율을 지원하지만 두꺼운 구조물에서는 어려움을 겪는 스캐폴드는 종종 질량 전달 문제를 신호합니다. 이러한 문제는 재료 두께를 조정하거나, 관류를 조정하거나, 세포 파종 밀도를 수정하여 해결할 수 있습니다. 높은 다공성과 상호 연결된 구조로 설계된 스캐폴드는 두께가 2–3 mm 이상인 구조물에 특히 중요합니다. 이러한 설계는 질량 전달 효율성을 향상시키고 중심에 괴사성 코어가 형성될 위험을 최소화합니다.
기공 크기와 세포 행동 간의 관계는 제품 형식을 고려할 때 특히 중요한 요소입니다. 세포가 서로 다른 기공 기하학과 어떻게 상호작용하는지에 대한 데이터 - 예를 들어, 근육관이 정렬되고 융합되는지 또는 무작위 패턴으로 성장하는지 여부 - 는 스캐폴드가 잘게 썬 제품이나 구조화된 전체 절단 형식에 더 적합한지를 결정할 수 있습니다.생체 적합성 지표와 전단 응력 및 혼합 역학과 같은 생물 반응기 성능 데이터를 결합하면 지지체 형식, 적층 방법 및 운영 매개변수에 대한 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다.
기계적 특성도 중요한 역할을 합니다. 개발자는 최종 제품의 감각적 기대를 충족하면서 근모세포 증식 및 분화를 촉진하는 압축 계수 범위를 평가해야 합니다. 근육 조직의 경우, 본래 조직의 강성을 모방하는 더 부드럽고 탄력 있는 지지체가 종종 더 나은 세포 정렬 및 융합을 촉진합니다. 반대로, 세포 적합성이 있더라도 지나치게 단단한 재료는 분화를 방해할 수 있습니다. 부분적으로 분해된 지지체에 대한 생체 적합성 테스트도 중요합니다. 이는 배양 중 기계적 연화가 세포 생존율이나 표현형에 영향을 미치는지 여부를 결정하는 데 도움이 되며, 특히 분해가 후기 성숙 단계와 일치할 때 그렇습니다.분해 속도가 너무 빠르거나 산성 부산물을 방출하는 지지체는 세포 생존 가능성에 해를 끼치거나 맛을 변화시킬 수 있으므로, 분해 속도와 부산물은 공정 일정에 맞춰야 합니다.
지지체 평가를 간소화하기 위해, WST-8 (Cell Counting Kit-8)와 같은 표준 생존 가능성 분석 및 예상 배양 조건에서의 형태 평가를 사용하여 계층화된 수용 기준을 설정할 수 있습니다. 기본 세포 적합성 기준을 충족하고 7-14일 동안 정상적인 형태와 증식을 보이는 지지체는 3D 또는 공동 배양 테스트로 진행할 수 있습니다. 증식이 저조한 경우, 표면 수정이나 다른 생체 재료와의 혼합이 필요할 수 있으며, 이는 텍스처드 대두 단백질이나 한천/젤라틴 수정에서 볼 수 있습니다. 세포 적합성 순위를 비용, 확장성, 감각적 특성 등의 고려 사항과 결합함으로써, 개발자는 추가 최적화 또는 확장을 위한 지지체를 우선시하는 의사 결정 매트릭스를 만들 수 있습니다.이 포괄적인 데이터 통합은 규제 평가로 이동하기 전에 중요한 단계입니다.
규제 요구 사항 충족
기술 평가가 완료되면, 스캐폴드 개발자는 영국 및 EU 규제 표준을 충족하기 위해 데이터를 준비해야 합니다. 새로운 식품에 대한 생체 적합성 테스트를 규제 요구 사항에 맞추는 것은 식품 안전과 조직 공학 원칙에 대한 이중 초점을 요구합니다. 기업은 영국 및 EU의 새로운 식품 승인 프레임워크에 명시된 규제 질문을 해결하기 위해 생체 적합성 데이터를 구조화해야 합니다.
표준 규제 패키지에는 일반적으로 세포 독성 및 증식 분석, 분해 및 소화 산물 분석, 식물, 미생물 또는 동물 유래 생체 재료와 관련된 잠재적 알레르기 유발 물질 또는 오염 물질 평가가 포함됩니다.이 데이터는 최종 제품에서의 물질 정체성, 제조 공정, 의도된 사용 수준 및 예상 소비자 노출에 대한 안전 여유를 포함하는 포괄적인 위험 평가로 요약되어야 합니다. 비세포독성과 허용 가능한 분해 프로파일과 같은 시험관 내 데이터를 독성학 및 식이 노출 평가와 일치시킴으로써, 개발자는 스캐폴드 지속성, 분해 산물의 생체 이용률 및 장기 소비 효과에 대한 우려를 해결할 수 있습니다.
각 물질 범주는 세포독성, 분해 및 알레르기 반응에 대한 맞춤형 평가가 필요합니다. 원활한 규제 검토 과정을 보장하기 위해, 개발자는 방법, 통제 및 통계 분석을 명확하게 문서화해야 합니다. 각 물질 유형에 대한 생체 적합성 패널 및 안전성 정당화를 맞춤화하면 신속한 규제 승인의 가능성을 높이고 새로운 식품 승인 과정에서의 지연을 최소화할 수 있습니다.
비계 소싱을 통한 Cellbase
생체 적합성 데이터와 규제 기준이 마련되면, 적절한 공급업체를 선택하는 것이 다음의 중요한 단계가 됩니다. 실험실 데이터를 조달 사양으로 변환하려면 배양육 생산의 고유한 요구를 이해하고 검증된 성능 데이터를 제공할 수 있는 공급업체가 필요합니다. 개발자는 실험실 결과를 세포 생존율 임계값, 허용 가능한 엔도톡신 또는 오염 물질 수준, 기계적 모듈러스 범위, 다공성 및 정의된 조건에서의 분해율과 같은 요소에 대한 정량적 범위를 지정하여 세부적인 공급업체 요구 사항으로 전환할 수 있습니다.
배치 일관성을 보장하기 위해 공급업체는 지정된 기준에 맞춘 분석 증명서를 제공해야 할 수 있습니다. 가능하면 이러한 증명서는 소, 닭 근육모세포와 같은 대표적인 배양육 세포주에서의 성능을 참조해야 합니다. 이러한 요구 사항을 품질 계약에 포함하면 스캐폴드가 프로세스 성능을 지속적으로 지원하고 규제 문서를 간소화할 수 있습니다.
생체 적합성 테스트, 알아야 할 사항
결론
생체 적합성 테스트는 배양육을 위한 스캐폴드를 개발하는 데 중요한 역할을 하며, 재료 과학, 세포 생물학 및 식품 안전 분야를 연결합니다. 이 기사에서 논의된 프로토콜 - ISO 10993-5와 같은 표준 세포 독성 테스트부터 분해 및 소화 가능성 평가까지 - 는 건강한 세포 성장을 촉진하면서 인간 소비에 대한 규제 표준을 준수하는 스캐폴드를 선택하기 위한 견고한 기초를 형성합니다. 이러한 관행은 더 나은 스캐폴드 선택과 더 전략적인 소싱을 위한 길을 열어줍니다.
연구에 따르면 식물 기반 및 엔지니어드 하이드로겔 모두 필수적인 생체 적합성 표준을 일관되게 충족합니다. 이는 비포유류 재료가 배양육 생산에 필요한 조건을 제공할 수 있으며, 또한 인수공통 감염 위험을 줄이고 규제 과정을 단순화할 수 있음을 시사합니다.
스캐폴드를 선택할 때, 생체 적합성 데이터와 기계적 특성, 분해 속도, 생산 요구 사항과 같은 고려 사항을 결합하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 얇은 층에서는 잘 작동하지만 두꺼운 구조물에서는 실패하는 스캐폴드는 설계 개선이 필요하다는 신호입니다. 마찬가지로, 너무 빨리 분해되는 재료는 배양의 후반 단계에서 세포 생존 가능성을 위태롭게 할 수 있습니다. 계층화된 수용 기준을 설정하고 비용, 확장성, 감각적 속성과 함께 세포 적합성 순위를 고려함으로써 개발자는 추가 개선을 위한 가장 유망한 옵션을 식별할 수 있는 의사 결정 프레임워크를 만들 수 있습니다.
규제 준수는 전통적인 조직 공학 기준을 넘어 식품 안전, 알레르기 유발 가능성, 소화 가능성을 다루는 생체 적합성 테스트를 요구합니다.소재 구성, 제조 방법, 의도된 사용 수준 및 소비자 노출과 관련된 안전 여유에 대한 상세한 문서는 필수적입니다. 맞춤형 생체 적합성 패널은 규제 승인 과정을 간소화할 수 있습니다.
규정을 준수한 후에는 고성능 스캐폴드를 소싱하는 데 초점을 맞춥니다. 이 단계에서는 효율적인 조달이 중요해집니다. 실험실 결과를 정확한 공급업체 사양으로 번역하려면 배양육 생산의 고유한 요구를 이해하는 파트너와의 협력이 필요합니다.
자주 묻는 질문
합성 폴리머를 배양육 생산의 지지체로 사용할 때 어떤 문제점이 발생합니까?
합성 폴리머는 배양육 생산에서 지지체로 흔히 사용되며, 유연성을 제공하고 특정 요구에 맞게 조정할 수 있습니다. 그러나 이들은 자체적인 문제점을 가지고 있습니다. 주요 문제는 생체 적합성입니다 - 합성 재료는 항상 세포가 잘 부착하고 성장하며 적절히 발달할 수 있는 최상의 환경을 제공하지 않습니다. 게다가, 일부 폴리머는 분해되어 세포 건강에 해를 끼치거나 최종 제품의 안전성을 저해할 수 있는 부산물을 방출할 수 있습니다.
또 다른 장애물은 적절한 기계적 특성을 달성하는 것입니다. 지지체는 세포를 지탱할 만큼 충분히 강해야 하지만, 자연 조직의 질감과 구조를 재현할 수 있을 만큼 유연해야 합니다.균형을 맞추는 것은 배양육 생산의 고유한 요구 사항을 충족하기 위해 광범위한 테스트와 미세 조정이 필요합니다.
영국과 EU의 스캐폴드 생체 적합성 규정은 다른 지역과 어떻게 비교됩니까?
스캐폴드 생체 적합성에 대한 규정은 지역마다 크게 다르며, 다양한 안전 기준, 테스트 방법 및 승인 절차에 의해 형성됩니다. 영국과 EU에서는 배양육 생산에 사용되는 재료가 엄격한 소비자 안전 요구 사항을 준수하고 환경 책임 목표와 일치하도록 보장하기 위해 엄격한 테스트에 중점을 두는 경우가 많습니다. 이러한 규정은 일반적으로 유럽 식품 안전청(EFSA)과 같은 기관에서 설정한 포괄적인 식품 안전 및 생체 적합성 원칙에 의해 안내됩니다.
다른 지역에서는 세포 농업 산업의 발전 정도에 따라 덜 상세한 프레임워크를 가진 경우도 있습니다.비즈니스와 연구자들에게 목표 시장의 특정 규제 요구 사항을 이해하는 것은 준수를 유지하는 데 중요합니다.
식물 기반 비계는 어떻게 인수공통전염병 위험을 최소화하고 배양육의 규제 승인을 간소화하는 데 도움이 됩니까?
식물 기반 비계는 배양육 생산의 핵심 요소로, 세포가 성장할 수 있는 안전하고 동물 없는 프레임워크를 제공합니다. 식물에서 유래했기 때문에 동물 기반 재료와 종종 관련된 인수공통전염병의 위험을 제거하여 생산자와 소비자 모두에게 더 안전한 옵션을 제공합니다.
또 다른 장점은 규제 승인을 용이하게 할 수 있는 잠재력입니다. 식물에서 유래한 재료는 종종 이미 인간 사용에 안전한 것으로 간주되므로 규제상의 도전 과제가 줄어들 수 있습니다.이 간소화된 프로세스는 배양육 제품을 더 빠르게 시장에 출시하는 데 도움이 될 수 있습니다.
