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KR101110797B1 - ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치 - Google Patents

３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치 Download PDF

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KR101110797B1
KR101110797B1 KR1020090128735A KR20090128735A KR101110797B1 KR 101110797 B1 KR101110797 B1 KR 101110797B1 KR 1020090128735 A KR1020090128735 A KR 1020090128735A KR 20090128735 A KR20090128735 A KR 20090128735A KR 101110797 B1 KR101110797 B1 KR 101110797B1
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이준희
박수아
신동윤
김완두
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 생체 조직공학에 사용되는 3차원 세포 배양 지지체를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세포 배양액과 하이드로 젤이 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액을 동시에 분사하여 경화시킴으로써 생분해성 고분자 지지체에 별도로 세포를 심는 과정이 필요 없어 제조가 간단하게 세포 배양 지지체(scaffold)를 제조할 수 있는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
생체 조직공학, 스캐폴드, 세포 배양 지지체, 하이드로 젤, 경화제

Description

３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치{Cell plotting apparatus for manufacturing three dimensional scaffold}
본 발명은 생체 조직공학에 사용되는 3차원 세포 배양 지지체를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세포 배양액과 하이드로 젤이 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액을 동시에 분사하여 경화시킴으로써 생분해성 고분자 지지체에 별도로 세포를 심는 과정이 필요 없어 제조가 간단하게 세포 배양 지지체(scaffold)를 제조할 수 있는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
생체 조직공학(Tissue Engineering)이란 환자의 몸에서 필요한 조직을 채취하고 그 조직편으로부터 세포를 분리한 다음 분리된 세포를 배양을 통하여 필요한 양만큼 증식시키고 다공성을 가지는 생분해성 고분자 지지체에 심어 일정기간 체외 배양함으로써 형성되는 세포 배양 지지체(scaffold)를 다시 인체 내에 이식하는 것이다.
이식 후 세포들은 대부분의 조직이나 장기의 경우 신생 혈관이 형성될 때까지는 체액의 확산에 의해 산소와 영양분을 공급받다가 인체 내의 혈관이 들어와 혈 액의 공급이 이루어지면 세포들이 증식 분화하여 새로운 조직 및 장기를 형성하고 생분해성 고분자 지지체는 그동안 분해되어 사라지는 기법을 응용하는 것이다.
따라서 이러한 조직공학 연구를 위해서는 우선 생체 조직과 유사한 생분해성 고분자 지지체를 제조하는 일이 중요하다.
인체 조직의 재생을 위해 사용되는 지지체의 재료의 주된 요건은 조직세포가 재료 표면에 유착하여 3차원적 구조를 가진 조직을 형성할 수 있도록 기질 또는 지지체의 역할을 충분히 할 수 있는 기계적 강도를 가져야 하고, 이식된 세포와 숙주 세포 사이에 위치하는 중간 장벽으로서의 역할도 해야 하는데 이를 위해서는 이식 후 혈액응고나 염증반응이 일어나지 않는 무독성의 생체적합성이 있어야 한다.
또한 이식된 세포가 새로운 체내 조직으로서 기능과 역할을 하게 되면 원하는 시간 안에 생체 내에서 완전히 분해되어 사라질 수 있는 생분해성을 지녀야 한다.
그러나, 종래의 세포 배양 지지체(scaffold)는 먼저 다공성을 가지는 생분해성 고분자 지지체를 제조한 후, 생분해서 고분자 지지체에 환자의 몸에서 분리된 세포를 심어야 하는 불편한 점이 있었다.
또한, 종래의 세포 배양 지지체(scaffold)는 생분해성 지지체의 정해진 서로 다른 별개 부위에 각각 서로 다른 세포를 심는 것이 불가능한 단점이 있었다.
본 발명은 세포 배양액과 하이드로 젤이 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액을 분사하여 경화시킴으로써 생분해성 고분자 지지체에 별도로 세포를 심는 과정이 필요 없어 제조가 간단하게 세포 배양 지지체(scaffold)를 제조할 수 있는 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 세포 배양액과 하이드로 젤이 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액을 분사하는 장치를 다수개 구비함으로써 생분해성 지지체의 정해진 서로 다른 별개 부위에 각각 서로 다른 세포를 심을 수 있는 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 세포 배양액과 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 저장되는 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610); 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화제가 저장되는 경화제 저장 탱크(620); 상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 상기 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610)에 연결되는 제1 분사노즐(710)과, 상기 제1 분사노즐(710)의 외측을 길이방향으로 감싸며 환상 도관으로 형성되어 상기 경화제를 분사하도록 상기 경화제 저장탱크(620)에 연결되는 제2 분사노즐(720)로 이루어진 이중 분사노즐(700); 상기 이중 분사노즐(700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액과 상기 경화제가 플로팅(plotting)되는 수집테이블(200); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
본 발명은 저판(110)과 상기 저판(110) 양측단에 각각 상호 이격되어 돌출 형성되는 일자형의 X축 가이드레일 지지대(120)를 구비하며, 상기 X축 가이드레일 지지대(120) 사이에 상기 수집테이블(200)이 설치되는 베이스프레임(100); 상기 X축 가이드레일 지지대(120)에 각각 설치되는 X축 가이드레일(122); Y축 가이드레일(312)이 설치되며 상기 X축 가이드레일(122)에 탑재되어 X축 방향으로 이송되는 Y축 가이드레일 지지대(310); 상기 Y축 가이드레일(312)에 탑재되어 Y축 방향으로 이송되는 Y축 이송 브라켓(410); 상기 Y축 이송 브라켓(410)에 고정 설치되며, Z축 가이드레일(422)이 설치되는 Z축 가이드레일 지지대(420); 상기 Z축 가이드레일(422)에 탑재되어 Z축 방향으로 이송되며, 상기 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610)와 상기 경화제 저장 탱크(620)와 상기 이중 분사노즐(700)이 고정 설치되는 Z축 이송 브라켓(510); 을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 Z축 이송 브라켓(510)에는 상기 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610)와 상기 경화제 저장 탱크(620)와 상기 이중 분사노즐(700)이 각각 다수개 고정 설치될 수 있고, 상기 수집테이블(200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하여 상기 세포 배양 지지체 제조액 중에 함유된 세포의 성장을 활성화시키도록, 상기 수집테이블(200)에는 펠티어소자(210)가 설치될 수 있다.
한편, 본 발명은 세포 배양액이 저장되는 세포 배양액 저장 탱크(1611); 하이드로 젤이 저장되는 하이드로 젤 저장 탱크(1612); 상기 세포 배양액 저장 탱 크(1611)에 연결되는 제1 공급관(1611-1)과, 상기 하이드로 젤 저장 탱크(1612)에 연결되는 제2 공급관(1612-1)과, 상기 제1 공급관(1611-1)을 통하여 유출되는 상기 세포 배양액과 상기 제2 공급관(1612-1)을 통하여 유출되는 상기 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 유입되도록 일측단이 상기 제1 공급관(1611-1)과 상기 제2 공급관(1612-1)에 각각 연결되는 제3 공급관(1613-1)으로 이루어지는 세포 배양 지지체 제조액 공급관(1610-1); 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화제가 저장되는 경화제 저장 탱크(620); 상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 상기 제3 공급관(1613-1)의 타측단에 연결되는 제1 분사노즐(710)과, 상기 제1 분사노즐(710)의 외측을 길이방향으로 감싸며 환상 도관으로 형성되어 상기 경화제를 분사하도록 상기 경화제 저장탱크(620)에 연결되는 제2 분사노즐(720)로 이루어진 이중 분사노즐(700); 상기 이중 분사노즐(700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액과 상기 경화제가 플로팅(plotting)되는 수집테이블(200); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
한편, 본 발명은 세포 배양액과 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 저장되는 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(2610); 상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 상기 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(2610)에 연결되는 분사노즐(2700); 상기 분사노즐(2700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액이 플로팅(plotting)되는 수집테이블(200, 2200); 상기 수집테이블(200, 2200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경 화수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 경화수단은 상기 수집테이블(200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하도록 상기 수집테이블(200)에 설치되는 펠티어소자(2210)일 수 있다.
본 발명은 상기 수집테이블(2200)이 안치되는 수집테이블 안치통(2220)을 포함하되, 상기 경화수단은 상기 수집테이블(2200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액에 경화제를 공급하기 위하여 상기 안치통(2220)에 경화제를 주입하는 경화제 공급기(2230)일 수 있고, 본 발명은 상기 수집테이블(2200)이 안치되는 수집테이블 안치통(2220)을 포함하되, 상기 경화수단은 상기 수집테이블(2200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액의 표면이 상기 안치통(2220)에 주입된 경화제의 상층 표면에 위치하도록, 상기 수집테이블(2200)에 연결되어 상기 수집테이블(2200)을 상기 안치통(2220)의 상하로 이동시키는 승강기(2240)일 수 있다.
한편, 본 발명은 세포 배양액이 저장되는 세포 배양액 저장 탱크(3611); 하이드로 젤이 저장되는 하이드로 젤 저장 탱크(3612); 상기 세포 배양액 저장 탱크(3611)에 연결되는 제1 공급관(3611-1)과, 상기 하이드로 젤 저장 탱크(3612)에 연결되는 제2 공급관(3612-1)과, 상기 제1 공급관(3611-1)을 통하여 유출되는 상기 세포 배양액과 상기 제2 공급관(3612-1)을 통하여 유출되는 상기 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 유입되도록 일측단이 상기 제1 공급관(3611-1) 과 상기 제2 공급관(3612-1)에 각각 연결되는 제3 공급관(3613-1)으로 이루어지는 세포 배양 지지체 제조액 공급관(3610-1); 상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 상기 제3 공급관(3613-1) 타측단에 연결되는 분사노즐(3700); 상기 분사노즐(3700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액이 플로팅(plotting)되는 수집테이블(200, 2200); 상기 수집테이블(200, 2200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
본 발명은 세포 배양액과 하이드로 젤이 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액을 분사하여 경화시킴으로써 생분해성 고분자 지지체에 별도로 세포를 심는 과정이 필요 없어 세포 배양 지지체(scaffold)를 간단하게 제조할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 세포 배양액과 하이드로 젤이 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액을 분사하는 장치를 다수개 구비함으로써 생분해성 지지체의 정해진 서로 다른 별개 부위에 각각 서로 다른 세포를 심을 수 있는 장점이 있다.
이하, 도면을 참조하며 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다. 이하에서, 각 실시예에서 서로 유사한 구성요소인 것들은 구분을 편리하게 하기 위하여 각 실시예마다 적당하게 다른 도면 및 다른 도면부호로서 설명한다.
실시예1
실시예1은 본 발명에 따른 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
도1은 실시예1의 사시도를, 도2a는 실시예1의 이중 분사노즐의 종단면도를, 도2b는 실시예1의 수집테이블의 사시도를 나타낸다.
도1을 참조하면 실시예1은 베이스프레임(100)을 가진다.
도1을 참조하면 베이스프레임(100)은 저판(110)과 X축 가이드레일 지지대(120)를 포함한다. X축 가이드레일 지지대(120)는 일자형의 블록 형상일 수 있는데, 저판(110) 양측단에 각각 상호 이격되어 상부로 돌출 형성된다.
도1을 참조하면 X축 가이드레일 지지대(120)에는 각각 X축 가이드레일(122)이 설치된다.
도1을 참조하면 X축 가이드레일(122)에는 Y축 가이드레일 지지대(310)가 X축 방향으로 이송 가능하도록 탑재된다. 이 경우, Y축 가이드레일 지지대(310)의 일측단은 일측 X축 가이드레일(122)에 탑재되고, Y축 가이드레일 지지대(310)의 타측단은 타측 X축 가이드레일(122)에 탑재될 수 있다. 한편, Y축 가이드레일 지지대(310)의 상면에는 Y축 가이드레일(312)이 설치된다.
도1을 참조하면 Y축 가이드레일(312)에는 Y축 이송 브라켓(410)이 Y축 방향으로 이송 가능하도록 탑재된다. Y축 이송 브라켓(410)은 Z축 방향으로 세워지는 수직판을 포함한다.
도1을 참조하면 Y축 이송 브라켓(410)에는 Z축 가이드레일 지지대(420)가 설치된다. Z축 가이드레일 지지대(420)는 Y축 이송 브라켓(410)의 수직판에 고정 설치된다. 한편, Z축 가이드레일 지지대(420)에는 Z축 가이드레일(422)이 설치된다.
도1을 참조하면 Z축 가이드레일(422)에는 Z축 방향으로 이송 가능하도록 Z축 이송 브라켓(510)이 탑재된다.
도1을 참조하면 Z축 이송 브라켓(510)의 외측면에는 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610)와 경화제 저장 탱크(620)가 고정 설치된다. 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610)는 세포 배양액과 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 저장되는 탱크이고, 경화제 저장 탱크(620)는 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화제가 저장되는 탱크이다.
상기 하이드로 젤은 알지네이트(Alginate)이고, 상기 경화제는 염화칼슘(CaCl2) 용액일 수 있다. 알지네이트(Alginate)는 세포와 실온에서 혼합 가능하며, 염화칼슘(CaCl2) 용액과의 혼합시 빠른 속도로 경화됨이 알려져 있다.
도1을 참조하면 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610)에는 세포 배양 지지체 제조액 공급관(610-1)의 일측단이 연결되고, 경화제 저장 탱크(620)에는 경화제 공급관(620-1)의 일측단이 연결된다.
도1 및 도2a를 참조하면 세포 배양 지지체 제조액 공급관(610-1)의 타측단 및 경화제 공급관(620-1)의 타측단은 각각 이중 분사노즐(700)에 연결된다.
도2a를 참조하면 이중 분사노즐(700)은 제1 분사노즐(710)과 제2 분사노즐(720)로 이루어진다. 제1 분사노즐(710)은 상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 세포 배양 지지체 제조액 공급관(610-1)의 타측단에 연결된다. 제2 분사노즐(720)은 제1 분사노즐(710)의 외측을 길이방향으로 감싸며 환상 도관으로 형성되는데, 상기 경화제를 분사하도록 경화제 공급관(620-1)의 타측단에 연결된다.
도1을 참조하면 X축 가이드레일 지지대(120) 사이에는 수집테이블(200)이 설 치된다. 수집테이블(200)은 이중 분사노즐(700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액과 상기 경화제가 플로팅(plotting)되는 테이블이다. 상기 세포 배양 지지체 제조액과 상기 경화제가 동시에 플로팅(plotting)됨으로써, 하이드로 젤에 특정 세포가 심어진 세포 배양 지지체를 간단하게 제조할 수 있다. 상기 세포 배양 지지체 제조액과 상기 경화제를 이중 분사노즐(700)을 통하여 분사시켜 플로팅(plotting)하는 방법에는 공압을 이용하는 공압방식과 유체이송펌프를 이용하는 유체이송펌프 방식이 있다.
도2b를 참조하면 수집테이블(200)에는 펠티어소자(210)가 설치될 수 있다. 펠티어소자(210)는 수집테이블(200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하여 상기 세포 배양 지지체 제조액 중에 함유된 세포의 성장을 활성화하기 위한 것이다. 펠티어소자(210)는 P형 반도체와 N형 반도체가 혼재되어 구성된 것으로서, 전압이 인가되는 방향에 따라 전자 및 정공의 흐름이 바뀌게 되어 결과적으로 열을 방출하고 흡수하는 냉각면과 가열면을 선택적으로 조절할 수 있다. 따라서, 상기 냉각면과 발열면이 상호 바뀌게 함으로써 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절할 수 있다. 한편, 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하는 수단으로서, 펠티어소자(210) 이외에, 일반적인 히터를 대체하여 사용할 수 있다.
도1을 참조하면 수집테이블(200)은 보조 가이드레일(130)에 Y축 방향으로 이송 가능하도록 탑재될 수 있다. 이 경우, 보조 가이드레일(130)의 일측단은 일측 X축 가이드레일 지지대(120)에 연결되고, 보조 가이드레일(130)의 타측단은 타측 X 축 가이드레일 지지대(120)에 연결될 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, Z축 이송 브라켓(510)에는 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610), 경화제 저장 탱크(620) 및 이중 분사노즐(700)이 각각 다수개 고정 설치될 수 있다. 이 경우 서로 다른 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(610)에 저장되는 세포 배양 지지체 제조액에 포함되는 세포를 각각 다르게 함으로써, 세포 배양 지지체의 서로 다른 별개 부위에 각각 서로 다른 세포를 심을 수 있게 된다.
실시예2
실시예2는 본 발명에 따른 또 다른 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
도3은 실시예2의 주요부의 사시도를, 도4는 실시예2의 이중 분사노즐의 종단면도를 나타낸다.
도3을 참조하면 Z축 이송 브라켓(510)의 외측면에는 세포 배양액 저장 탱크(1611), 하이드로 젤 저장 탱크(1612) 및 경화제 저장 탱크(620)가 고정 설치된다. 세포 배양액 저장 탱크(1611)는 세포 배양액이 저장되는 탱크이고, 하이드로 젤 저장 탱크(1612)는 하이드로 젤이 저장되는 탱크이고, 경화제 저장 탱크(620)는 상기 세포 배양액과 상기 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화제가 저장되는 탱크이다.
상기 하이드로 젤은 알지네이트(Alginate)이고, 상기 경화제는 염화칼 슘(CaCl2) 용액일 수 있다.
도3을 참조하면 실시예2는 제1 공급관(1611-1)과 제2 공급관(1612-1)과 제3 공급관(1613-1)으로 이루어지는 세포 배양 지지체 제조액 공급관(1610-1)을 가진다.
도3을 참조하면 제1 공급관(1611-1)의 일측단은 세포 배양액 저장 탱크(1611)에 연결되고, 제2 공급관(1612-1)의 일측단은 하이드로 젤 저장 탱크(1612)에 연결된다. 제3 공급관(1613-1)은, 제1 공급관(1611-1)을 통하여 유출되는 상기 세포 배양액과 상기 제2 공급관(1612-1)을 통하여 유출되는 상기 하이드로 젤의 혼합물인 상기 세포 배양 지지체 제조액이 유입되도록, 일측단이 제1 공급관(1611-1)의 타측단과 제2 공급관(1612-1)의 타측단에 각각 연결된다.
도3을 참조하면 경화제 저장 탱크(620)에는 경화제 공급관(620-1)의 일측단이 연결된다.
도3 및 도4를 참조하면 제3 공급관(1613-1)의 타측단 및 경화제 공급관(620-1)의 타측단은 각각 이중 분사노즐(700)에 연결된다.
도4를 참조하면 이중 분사노즐(700)은 제1 분사노즐(710)과 제2 분사노즐(720)로 이루어진다. 제1 분사노즐(710)은 상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 제3 공급관(1613-1)의 타측단에 연결된다. 제2 분사노즐(720)은 제1 분사노즐(710)의 외측을 길이방향으로 감싸며 환상 도관으로 형성되는데, 상기 경화제를 분사하도록 경화제 공급관(620-1)의 타측단에 연결된다.
기타의 사항은 실시예1에서 설명한 바에 준한다.
실시예3
실시예3은 본 발명에 따른 또 다른 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
도5는 실시예3의 주요부의 사시도를, 도6a 내지 도6c는 실시예3의 경화수단의 서로 다른 일 예의 개략도를 나타낸다.
도5를 참조하면 Z축 이송 브라켓(510)의 외측면에는 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(2610)가 고정 설치된다. 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(2610)는 세포 배양액과 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 저장되는 탱크이다.
도5를 참조하면 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크(2610)에는 세포 배양 지지체 제조액 공급관(2610-1)의 일측단이 연결된다.
도5를 참조하면 세포 배양 지지체 제조액 공급관(2610-1)의 타측단에는 분사노즐(2700)이 연결된다. 따라서, 세포 배양 지지체 제조액 공급관(2610-1)을 통하여 유입된 상기 세포 배양 지지체 제조액이 분사노즐(2700)을 통하여 분사된다.
실시예1과 마찬가지로 실시예3은 분사노즐(2700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액이 플로팅(plotting)되는 수집테이블(200, 도1 참조)을 가진다.
한편, 실시예3은 수집테이블(200, 도1 참조)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화수단을 가진다.
도6a을 참조하면 상기 경화수단은, 수집테이블(200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하도록, 수집테이블(200)에 설치되는 펠티어소자(2210)일 수 있다. 한편, 펠티어소자(2210)는 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절함으로써, 수집테이블(200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키는 외에 상기 세포 배양 지지체 제조액 중에 함유된 세포의 성장을 활성화한다.
펠티어소자(2210)는 P형 반도체와 N형 반도체가 혼재되어 구성된 것으로서, 전압이 인가되는 방향에 따라 전자 및 정공의 흐름이 바뀌게 되어 결과적으로 열을 방출하고 흡수하는 냉각면과 가열면을 선택적으로 조절할 수 있다. 따라서, 상기 냉각면과 발열면이 상호 바뀌게 함으로써 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하여 경화속도를 조절할 수 있다. 한편, 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하는 경화수단으로서, 펠티어소자(2210) 이외에, 일반적인 히터를 대체하여 사용할 수 있다.
도6b를 참조하면 실시예3은 수집테이블(2200)이 안치되는 수집테이블 안치통(2220)을 포함할 수 있다. 이 경우 수집테이블(200, 도1 참조) 대신 수집테이블 안치통(2220)이 보조 가이드레일(130, 도1 참조)에 Y축 방향으로 이송 가능하도록 탑재된다.
도6b를 참조하면 상기 경화수단은 수집테이블(2200)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액에 경화제를 공급하기 위한 경화제 공급기(2230)일 수 있다. 경화제 공급기(2230)는 수집테이블 안치통(2220)의 측면을 관통하여 설치 되는 경화제 공급관(2232), 경화제 공급관(2232)에 구비되는 경화제 공급 밸브(2232-1) 및 경화제 공급관(2232)에 연결되는 경화제 공급 탱크(2234)일 수 있다. 이 경우, 상기 하이드로 젤은 알지네이트(Alginate)이고, 상기 경화제는 염화칼슘(CaCl2) 용액일 수 있다. 경화제 공급기(2230)를 통하여 상기 수집테이블 안치통(2220)에 경화제가 공급됨에 따라, 경화제의 상층 표면이 수집테이블(2200)에 계속하여 플로팅(plotting)되는 상기 세포 배양 지지체 제조액의 표면과 동일 높이에 위치할 수 있다.
도6c를 참조하면 상기 경화수단은 수집테이블(2200)에 연결되어 상기 수집테이블(2200)을 안치통(2220)의 상하로 이동시키는 승강기(2240)일 수 있다. 승강기(2240)는 일측단이 수집테이블(2200)에 연결되며 타측단이 수집테이블 안치통(2220) 외부에 위치하는 승강기 연결봉(2242), 승강기 연결봉(2242)의 타측단에 연결되는 승강기 브라켓(2244), 승강기 브라켓(2244)이 상하로 이동 가능하도록 탑재되는 승강기 레일(2246) 및 승강기 레일(2246)이 고정 설치되는 승강기 레일 지지대(2248)을 포함할 수 있다. 승강기(2240)가 수집테이블(2200)을 안치통(2220)의 상하방향으로 이동시킴에 따라, 수집테이블(2200)에 계속하여 플로팅(plotting)되는 상기 세포 배양 지지체 제조액의 표면이 안치통(2220)에 주입된 경화제의 상층 표면에 위치할 수 있다.
기타의 사항은 실시예1에서 설명한 바에 준한다.
실시예4
실시예4는 본 발명에 따른 또 다른 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치에 관한 것이다.
도7은 실시예4의 주요부의 사시도를 나타낸다.
도7을 참조하면 Z축 이송 브라켓(510)의 외측면에는 세포 배양액 저장 탱크(3611) 및 하이드로 젤 저장 탱크(3612)가 고정 설치된다. 세포 배양액 저장 탱크(3611)는 세포 배양액이 저장되는 탱크이고, 하이드로 젤 저장 탱크(3612)는 하이드로 젤이 저장되는 탱크이다.
도7을 참조하면 실시예4는 제1 공급관(3611-1)과 제2 공급관(3612-1)과 제3 공급관(3613-1)으로 이루어지는 세포 배양 지지체 제조액 공급관(3610-1)을 가진다.
도7을 참조하면 제1 공급관(3611-1)의 일측단은 세포 배양액 저장 탱크(3611)에 연결되고, 제2 공급관(3612-1)의 일측단은 하이드로 젤 저장 탱크(3612)에 연결된다. 제3 공급관(3613-1)은, 제1 공급관(3611-1)을 통하여 유출되는 상기 세포 배양액과 상기 제2 공급관(3612-1)을 통하여 유출되는 상기 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 유입되도록, 일측단이 제1 공급관(3611-1)의 타측단과 제2 공급관(3612-1)의 타측단에 각각 연결된다.
도7을 참조하면 제3 공급관(3613-1)의 타측단에는 분사노즐(3700)이 연결된다. 따라서, 제3 공급관(3613-1)을 통하여 유입된 상기 세포 배양 지지체 제조액이 분사노즐(3700)을 통하여 분사된다.
실시예1과 마찬가지로 실시예4는 분사노즐(3700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액이 플로팅(plotting)되는 수집테이블(200, 도1 참조)을 가진다.
한편, 실시예4는 수집테이블(200, 2200, 도1, 도6b 및 도6c 참조)에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화수단을 가진다.
상기 경화수단은 실시예3에서 설명한 바에 준하고, 기타 사항은 실시예1에서 설명한 바에 준한다.
도1은 실시예1의 사시도.
도2a는 실시예1의 이중 분사노즐의 종단면도.
도2b는 실시예1의 수집테이블의 사시도.
도3은 실시예2의 주요부의 사시도.
도4는 실시예2의 이중 분사노즐의 종단면도.
도5는 실시예3의 주요부의 사시도.
도6a 내지 도6c는 실시예3의 경화수단의 서로 다른 일 예의 개략도.
도7은 실시예4의 주요부의 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100:베이스프레임 110:저판
120:X축 가이드레일 지지대 122:X축 가이드레일
200:수집테이블 210:펠티어소자
310:Y축 가이드레일 지지대 312:Y축 가이드레일
410:Y축 이송 브라켓 420:Z축 가이드레일 지지대
422:Z축 가이드레일
510:Z축 이송 브라켓
610:세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크 620:경화제 저장 탱크
700:이중 분사노즐 710:제1 분사노즐
720:제2 분사노즐
1611:세포 배양액 저장 탱크 1612:하이드로 젤 저장 탱크
1610-1:세포 배양 지지체 제조액 공급관 1611-1:제1 공급관
1612-1:제2 공급관 1613-1:제3 공급관
2210:펠티어소자 2220:수집테이블 안치통
2230:경화제 공급기 2240:승강기
2610:세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크
2700:분사노즐
3611:세포 배양액 저장 탱크 3612:하이드로 젤 저장 탱크
3610-1:세포 배양 지지체 제조액 공급관 3611-1:제1 공급관
3612-1:제2 공급관 3613-1:제3 공급관
3700:분사노즐

Claims (10)

  1. 세포 배양액 및 하이드로 젤을 동시에 분사하여 경화시켜 세포 배양 지지체를 제조하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치로서,
    세포 배양액과 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 저장되는 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크;
    상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화제가 저장되는 경화제 저장 탱크(620);
    상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 상기 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크에 연결되는 제1 분사노즐(710)과, 상기 제1 분사노즐(710)의 외측을 길이방향으로 감싸며 환상 도관으로 형성되어 상기 경화제를 분사하도록 상기 경화제 저장탱크(620)에 연결되는 제2 분사노즐(720)로 이루어진 이중 분사노즐(700);
    상기 이중 분사노즐(700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액과 상기 경화제가 플로팅(plotting)되는 수집테이블;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    저판(110)과 상기 저판(110) 양측단에 각각 상호 이격되어 돌출 형성되는 일자형의 X축 가이드레일 지지대(120)를 구비하며, 상기 X축 가이드레일 지지대(120) 사이에 상기 수집테이블이 설치되는 베이스프레임(100);
    상기 X축 가이드레일 지지대(120)에 각각 설치되는 X축 가이드레일(122);
    Y축 가이드레일(312)이 설치되며 상기 X축 가이드레일(122)에 탑재되어 X축 방향으로 이송되는 Y축 가이드레일 지지대(310);
    상기 Y축 가이드레일(312)에 탑재되어 Y축 방향으로 이송되는 Y축 이송 브라켓(410);
    상기 Y축 이송 브라켓(410)에 고정 설치되며, Z축 가이드레일(422)이 설치되는 Z축 가이드레일 지지대(420);
    상기 Z축 가이드레일(422)에 탑재되어 Z축 방향으로 이송되며, 상기 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크와 상기 경화제 저장 탱크(620)와 상기 이중 분사노즐(700)이 고정 설치되는 Z축 이송 브라켓(510);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 Z축 이송 브라켓(510)에는 상기 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크와 상기 경화제 저장 탱크(620)와 상기 이중 분사노즐(700)이 각각 다수개 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수집테이블에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하여 상기 세포 배양 지지체 제조액 중에 함유된 세포의 성장을 활성화시키도록, 상기 수집테이블에는 펠티어소자(210)가 설치되는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  5. 세포 배양액 및 하이드로 젤을 동시에 분사하여 경화시켜 세포 배양 지지체를 제조하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치로서,
    세포 배양액이 저장되는 세포 배양액 저장 탱크(1611);
    하이드로 젤이 저장되는 하이드로 젤 저장 탱크(1612);
    상기 세포 배양액 저장 탱크(1611)에 연결되는 제1 공급관(1611-1)과, 상기 하이드로 젤 저장 탱크(1612)에 연결되는 제2 공급관(1612-1)과, 상기 제1 공급관(1611-1)을 통하여 유출되는 상기 세포 배양액과 상기 제2 공급관(1612-1)을 통하여 유출되는 상기 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 유입되도록 일측단이 상기 제1 공급관(1611-1)과 상기 제2 공급관(1612-1)에 각각 연결되는 제3 공급관(1613-1)으로 이루어지는 세포 배양 지지체 제조액 공급관(1610-1);
    상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화제가 저장되는 경화제 저장 탱크(620);
    상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 상기 제3 공급관(1613-1)의 타측단에 연결되는 제1 분사노즐(710)과, 상기 제1 분사노즐(710)의 외측을 길이방향으로 감싸며 환상 도관으로 형성되어 상기 경화제를 분사하도록 상기 경화제 저장탱크(620)에 연결되는 제2 분사노즐(720)로 이루어진 이중 분사노즐(700);
    상기 이중 분사노즐(700)을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액과 상기 경화제가 플로팅(plotting)되는 수집테이블;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  6. 세포 배양액 및 하이드로 젤을 동시에 분사하여 경화시켜 세포 배양 지지체를 제조하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치로서,
    세포 배양액과 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 저장되는 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크;
    상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 상기 세포 배양 지지체 제조액 저장 탱크에 연결되는 분사노즐;
    상기 분사노즐을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액이 플로팅(plotting)되는 수집테이블;
    상기 수집테이블에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경화수단은 상기 수집테이블에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액의 온도를 조절하도록 상기 수집테이블에 설치되는 펠티어소자(2210)인 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 수집테이블이 안치되는 수집테이블 안치통(2220)을 포함하되,
    상기 경화수단은 상기 수집테이블에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액에 경화제를 공급하기 위하여 상기 안치통(2220)에 경화제를 주입하는 경화제 공급기(2230)인 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 수집테이블이 안치되는 수집테이블 안치통(2220)을 포함하되,
    상기 경화수단은 상기 수집테이블에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액의 표면이 상기 안치통(2220)에 주입된 경화제의 상층 표면에 위치하도록, 상기 수집테이블에 연결되어 상기 수집테이블을 상기 안치통(2220)의 상하로 이동시키는 승강기(2240)인 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
  10. 세포 배양액 및 하이드로 젤을 동시에 분사하여 경화시켜 세포 배양 지지체를 제조하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치로서,
    세포 배양액이 저장되는 세포 배양액 저장 탱크(3611);
    하이드로 젤이 저장되는 하이드로 젤 저장 탱크(3612);
    상기 세포 배양액 저장 탱크(3611)에 연결되는 제1 공급관(3611-1)과, 상기 하이드로 젤 저장 탱크(3612)에 연결되는 제2 공급관(3612-1)과, 상기 제1 공급관(3611-1)을 통하여 유출되는 상기 세포 배양액과 상기 제2 공급관(3612-1)을 통하여 유출되는 상기 하이드로 젤의 혼합물인 세포 배양 지지체 제조액이 유입되도록 일측단이 상기 제1 공급관(3611-1)과 상기 제2 공급관(3612-1)에 각각 연결되는 제3 공급관(3613-1)으로 이루어지는 세포 배양 지지체 제조액 공급관(3610-1);
    상기 세포 배양 지지체 제조액을 분사하도록 상기 제3 공급관(3613-1) 타측단에 연결되는 분사노즐;
    상기 분사노즐을 통하여 분사된 상기 세포 배양 지지체 제조액이 플로팅(plotting)되는 수집테이블;
    상기 수집테이블에 플로팅(plotting)된 상기 세포 배양 지지체 제조액을 경화시키기 위한 경화수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 ３차원 세포 배양 지지체 제작용 세포 플로팅 장치.
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