줄기세포와 오가노이드 3D 배양을 위한 Biosilk

시약 및 기기 상세

줄기세포와 오가노이드 3D 배양을 위한 Biosilk

Maker : BIOLAMINA

Biosilk는 스스로 탄성 있는 미세 그물망 구조를 만드는 3D 세포 배양 지지체입니다. 거품 형성을 통한 공간 확장으로 산소 및 영양소가 오가노이드 내부로 더 쉽게 접촉되어 hydrogel 환경에 비해 균일하고 큰 오가노이드를 생성합니다.

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특징

Biosilk는 spidroin (스피드로인)이라고 하는 거미줄 단백질 성분을 이용한 3D culture matrix로, 세포외기질(ECM)과 유사한 네트워크를 형성하여 실제 조직 환경을 모사합니다. Silk fiber가 형성되는 동안 생기는 air bubble의 결과로 porous하여 media의 영양분과 산소를 훨씬 더 많이 접촉하여 오가노이드 배양 시, necrotic center가 생성되지 않습니다. Biolaminin 단백질을 Biosilk에 결합하여, 실제 생체 내부와 유사한 3D 환경을 모방합니다. Biosilk 521은 Biolaminin 521과 Biosilk를 결합한 제품으로, 줄기세포의 최적화된 부착, 높은 생존율, 그리고 지속적인 self-renewal을 보장합니다.

괴사 없는 대형 오가노이드 배양: 그물망 구조 덕분에 산소와 영양소가 깊숙이 잘 통합니다. 덕분에 중심부가 썩지 않고 크고 균일한 오가노이드를 키울 수 있습니다.
실험의 높은 재현성 (Animal-Free): 동물에게서 얻은 성분이 없고 화학 성분이 명확하여, 실험할 때마다 결과가 달라지는 편차를 줄여줍니다.
실체 체내 환경 완벽 모방: 세포외기질을 그대로 모방하여 세포가 인체 내부에 있을 때처럼 자연스러운 모양을 잡고 서로 신호를 주고받으며 자라납니다.
안전한 임상 적용 가능: 면역 거부 반응이 없고 생체에 적합하여 향후 치료제 개발이나 재생 의학 연구에 안전하게 쓸 수 있습니다.
뛰어난 범용성: 만능줄기세포부터 신경, 피부 세포까지 다양한 세포에 맞춤형 단백질(바이오라미닌 종류)을 조합해 사용할 수 있습니다.

사용 방법

Biosilk 용액에 공기 방울을 부드럽게 주입하는 것만으로도 3D 거품 구조를 쉽게 만들어낼 수 있습니다. 이 거품 속에 세포 현탁액을 혼합하면, 세포를 포함한 실크가 각 공기 방울 주변으로 얇은 막을 형성하며 스스로 조립됩니다. 이후 공기 방울들이 흩어져 사라지면서 거품은 마이크로섬유 사이에 세포가 균일하게 결합된, 안정화된 3D 네트워크 구조로 전환됩니다.

1. 준비 단계 : Biosilk, Biolaminin, Cell suspension 준비

2. 혼합 및 거품 형성 단계 : 공기 방울을 주입하여 Biosilk + Biolaminin + 세포가 결합된 거품 생성

3. 안정화 및 구조 형성 단계 : 액체 상태의 Biosilk는 나선형/무작위 섬유이지만, 배양 후 대부분 베타 시트 구조로 변화하되어, 공기 방울이 터지면서 기체-액체 계면에서 스스로 자가 조립됨

4. 마이크로섬유 네트워크 형성 단계 : 부착형 3D 네트워크 (24웰 플레이트) / 부유형 3D 네트워크 (96웰 플레이트)에 배양

5. 선택적 추가 단계 : 부착형 3D 네트워크의 경우, (배양 14일 후) 들어 올려서 부유형(자유 부유형) 3D 네트워크로 전환

3D 거품 형성 과정

A. 0일 차: 37°C에서 20분간 안정화한 직후의 거품 상태.

B. 0일 차: 배지를 추가하고 매일 배지를 교체(feeding)하며 배양 시작.

C. 1일 차: 작은 공기 방울들이 점차 합쳐져 더 큰 공기 방울이 됨.

D. 3일 차: 공기 방울이 터지고(거품이 재흡수됨), 세포들이 Biosilk521 지지체(scaffold) 주변으로 3D 구조를 형성함.

Biosilk를 이용한 세포/세포주

Primary cells

HSkMSC – human skeletal muscle satellite cells
HDMEC – human dermal microvascular endothelial
Schwann – human Schwann cells
HMSC – human mesenchymal stem cells
HDF – human dermal fibroblasts
MDMEC – mouse dermal microvascular endothelial
MMSC – mouse mesenchymal stem cells
HUVECs – human umbilical vein endothelial cells

Cell lines

HaCaT – Human keratinocyte cell line
MIN6m9 – insulin-secreting mouse pancreatic β-cell line
MCF7 – human breast cancer cell line

Pluripotent stem cell lines

HS980 – human embryonic stem cell line
HS975 – human embryonic stem cell line
C5 – human induced pluripotent cell line
iPSC3 – human induced pluripotent cell line

데이터

A) Bright-field images of ventral midbrain organoids with Biosilk (silk-VM org) display less distinct outer and innner parts compared to conventional organoids (VM org) at day 12. Scale bar 200 μm. B) Biosilk organoids show no necrotic centers after 6 months of culture in contrast to conventional organoids. TUNEL staining, scale bar 100 μm.

The Biosilk foam looks almost transparent at day 1(IV) and denser after two weeks (V). The 3D network is filled with well-spread stem cells (blue) already after 3 days (VI). Modified from Figure 1in Johansson et al. 2019 Scientific Reports licensed under CC BY 4.0.

Micrographs of hPSCs attached to Biosilk 521 days 2, 3, and 5 after seeding. The cells are evenly integrated between the Biosilk microfibers.

When the bubbles have dispersed, the Biosilk scaffold with cells organized between the microfibers can be visualized.

Differentiation of multipotent adult stem cells. Human mesenchymal stem cells (HMSC) in Biosilk foam differentiated into the adipogenic lineage containing lipids, visualized by Red Oil staining (red). Scale bar = 100 µm. Adapted from Figure5in Johansson et al. 2019 Scientific Reports licensed under CC BY 4.0.

사용 논문

Assembly of FN-silk with laminin-521 to integrate hPSCs into a three-dimensional culture for neural differentiation

Åstrand C, Chotteau V, Falk A, Hedhammar M., Biomater Sci, 2020

Single-cell transcriptomics captures features of human midbrain development and dopamine neuron diversity in brain organoids

Fiorenzano A, Sozzi E, Birtele M, Kajtez J, Giacomoni J, Nilsson F, Andreas Bruzelius A, Sharma Y, Zhang Y, Mattsson B, Emnéus J, Rylander Ottosson D, Storm P, Parmar M, Nature Communications, 2021

Silk networking drives self-assembly of functional and mature human brain organoids

Sozzi E, Kajtez J, Bruzelius A, Wesseler MF, Nilsson F, Birtele M, Larsen NB, Rylander Ottosson D, Storm P, Parmar M, Fiorenzano A, Front. Cell Dev. Biol., 2022

Silk-Ovarioids: establishment and characterization of a human ovarian primary cell 3D-model system | Human Reproduction Open | Oxford Academic

Di Nisio V , Li T, Xiao Z, Papaikonomou K, Damdimopoulos A, Végvári A, Lebre F, Alfaro-Moreno E, Pedersen M, Svingen T, Zubarev R, Acharya G, Damdimopoulou P, Salumets A, Human Reproduction Open, 2025

3D Culture in Functionalized FN‐Silk Networks Facilitate Proliferation, Differentiation and Phenotypic Stability of Mature Human Primary Cells and Stem Cells

Astrid Källén A, Taebnia N, Widhe M, Lauschke V.M, Hedhammar M, Biotechnology and Bioengineering, 2025

Assembly of functionalized silk together with cells to obtain proliferative 3D cultures integrated in a network of ECM-like microfibers

Johansson U, Widhe M, Shalaly ND, Arregui IL, Nilebäck L, Tasiopoulos CP, Åstrand C, Berggren PO, Gasser C, Hedhammar M., Scientific reports, 2019

Biological responses to spider silk-antibiotic fusion protein

Gomes S, Gallego-Llamas J, Leonor IB, Mano JF, Reis RL, Kaplan DL., J Tissue Eng Regen Med, 2017

주문정보

주문정보 - Cat No, PRODUCT, SIZE, 수량 등 항목으로 구성되어있습니다.
	Product	Cat.No.	Size	Maker	Qty	Data Sheet	MSDS
	Biosilk	BS-0101	1 pk	BIOLAMINA
	Biosilk 521	BS521-0101	1 pk	BIOLAMINA

1
Maker	BIOLAMINA
Cat.No.	BS-0101
Product	Biosilk
Size	1 pk
Qty
Data Sheet

2
Maker	BIOLAMINA
Cat.No.	BS521-0101
Product	Biosilk 521
Size	1 pk
Qty
Data Sheet

자료

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[BIOLAMINA] Biosilk technical guide

인간 만능 줄기세포의 확장 및 분화를 위한 Biosilk 3D scaffold를 생성하는 방법을 설명합니다.

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