WO2012057495A2 - Metal screen filter - Google Patents

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WO2012057495A2
WO2012057495A2 PCT/KR2011/007974 KR2011007974W WO2012057495A2 WO 2012057495 A2 WO2012057495 A2 WO 2012057495A2 KR 2011007974 W KR2011007974 W KR 2011007974W WO 2012057495 A2 WO2012057495 A2 WO 2012057495A2
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metal screen
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filtration
screen filter
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전병희
이종길
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주식회사 싸이토젠
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/10Filter screens essentially made of metal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/34Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1216Pore size

Definitions

  • US Patent Application Publication No. 2007 / 0025883A1 discloses a Parylene membrane filter for filtering cells from a fluid.
  • the membrane filter is mounted in a chamber and has a plurality of pores that are formed to prevent passage of cells, for example, cancer cells.
  • a solution such as water must be supplied in the chamber in a reverse direction to force the cancer cells out of the chamber. It is very difficult to collect and collect, and cancer cells are easily damaged.
  • US Patent Application Publication No. 2009 / 0188864A1 discloses a method and apparatus for microfiltration to perform cell separation.
  • a plurality of filter patches are installed in the central square hole of the microfiltration device.
  • Filter patches consist of a membrane having a plurality of pores for filtration of cells.
  • Another object of the present invention is to provide a metal screen filter which can improve the collection rate by smoothly discharging cancer cells out of the conduit by the flow of the solution.
  • Still another object of the present invention is to provide a metal screen filter capable of preventing clogging of the filtration hole by non-target cells in blood.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration in which a metal screen filter according to the present invention is installed in a conduit.
  • Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a metal screen filter according to the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of another embodiment of a metal screen filter according to the present invention.
  • the blood 2 flows along the passage 22 of the conduit 20 and passes through the filtration holes 16 and then is discharged out of the conduit 20.
  • Cancer cells 4 in the blood 2 do not pass through the filtration holes 16 and remain on the surface 12.
  • Non-target cells 6, ie red blood cells and white blood cells, which have a higher strain than cancer cells 4, pass easily through the filtration holes 16.
  • Leukocytes vary in shape and size, depending on the shape and number of nuclei, and the presence or absence of granules.
  • White blood cells easily pass through the filtration holes 16 of a size smaller than the diameter by the deformation of the cytoplasm.
  • an anti-body surface layer 30 is formed on the inner surface of the filtration holes 16 for the capture of the cancer cells 4.
  • the antibody of the antibody surface layer 30 may be, for example, an anti-Epithelial Cell Adhesion Molecule antibody (Anti-EpCAM antibody), an anti-Cytokeratin antibody, an Anti-CK antibody, or the like. Can be configured.
  • Anti-EpCAM antibody anti-Epithelial Cell Adhesion Molecule antibody
  • Anti-CK antibody Anti-CK antibody

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

The present invention relates to a metal screen filter for separating cancer cells from blood. The metal screen filter of the present invention is formed with a plurality of filtration holes for filtering cancer cells, such that the gap between two neighboring filtration holes of the plurality of filtration holes is formed to be 45 - 65 % the diameter of a cancer cell, and is installed into a passage having blood flow containing both cancer cells and non-target cells. The diameter of a filtration hole for filtering a cancer cell is 5 - 25 ㎛. According to the present invention, cancer cells can be efficiently and easily separated and collected from large amounts of blood. Additionally, the collection rate of live cancer cells is improved by smooth emission of cancer cells out of a catheter by flow of solution.

Description

금속 스크린필터Metal screen filter
본 발명은 금속 스크린필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혈액(Blood)으로부터 암세포(Cancer cell)를 분리하기 위한 금속 스크린필터에 관한 것이다.The present invention relates to a metal screen filter, and more particularly to a metal screen filter for separating cancer cells from the blood (Blood).
최근 인간의 질병을 치료하기 위한 동물시험 및 임상시험에 대한 규제가 강화되고 있다. 이러한 동물시험 및 임상시험을 대체하기 위하여 인간의 혈액으로부터 살아있는 세포(Live cell)를 채집하기 위한 연구와 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 세포의 채집은 미세유체장치(Microfluidic device), 씨티씨칩(CTC chip, Circulating tumor cells chip), 필터(Filter) 등 다양한 세포 채집 장치들에 의하여 실시되고 있다. Recently, regulations on animal tests and clinical trials for treating human diseases have been tightened. In order to replace these animal and clinical trials, research and technology are being actively developed to collect live cells from human blood. Cell collection is performed by various cell collection devices such as microfluidic devices, CTC chips, circulating tumor cells chips, and filters.
세포 채집 장치의 일례로 미국 특허출원공개 제2007/0025883A1호는 유체로부터 세포를 여과하기 위한 파릴렌 멤브레인 필터(Parylene membrane filter)를 개시하고 있다. 멤브레인 필터는 체임버(Chamber) 내에 장착되어 있으며, 세포, 예를 들어 암세포(Cancer cell)가 통과되지 못하도록 형성되어 있는 복수의 세공(Pore)들을 갖는다. 그런데 멤브레인 필터에 여과되어 있는 암세포를 체임버로부터 회수하여 채집하기 위해서는, 체임버 내에 솔루션(Solution), 예를 들어 물(Water)을 역방향으로 공급하여 체임버 밖으로 암세포를 강제로 배출시켜야 하므로, 멤브레인 필터로부터 암세포를 회수하여 채집하기 매우 곤란하고, 암세포가 쉽게 손상되는 문제가 있다. As an example of a cell collection device, US Patent Application Publication No. 2007 / 0025883A1 discloses a Parylene membrane filter for filtering cells from a fluid. The membrane filter is mounted in a chamber and has a plurality of pores that are formed to prevent passage of cells, for example, cancer cells. However, in order to collect and collect the cancer cells filtered in the membrane filter from the chamber, a solution such as water must be supplied in the chamber in a reverse direction to force the cancer cells out of the chamber. It is very difficult to collect and collect, and cancer cells are easily damaged.
세포 채집 장치의 다른 예로 미국 특허출원공개 제2009/0188864A1호는 세포 분리를 위한 정밀여과 장치 및 방법(Method and apparatus for microfiltration to perform cell separation)을 개시하고 있다. 정밀여과 장치의 중앙사각구멍(Central square hole)에 복수의 필터패치(Filter patch)들이 설치되어 있다. 필터패치들은 세포의 여과를 위한 복수의 세공을 갖는 멤브레인으로 구성되어 있다. 그러나 정밀여과 장치의 필터패치에 여과되어 있는 세포를 중앙사각구멍으로부터 회수하여 채집하기 곤란하고, 세포가 손상될 우려가 높은 문제가 있다.As another example of a cell collection device, US Patent Application Publication No. 2009 / 0188864A1 discloses a method and apparatus for microfiltration to perform cell separation. A plurality of filter patches are installed in the central square hole of the microfiltration device. Filter patches consist of a membrane having a plurality of pores for filtration of cells. However, there is a problem that it is difficult to collect and collect the cells filtered in the filter patch of the microfiltration device from the central square hole, and the cells are likely to be damaged.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 세포 채집 장치의 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은, 혈액으로부터 암세포를 효율적으로 분리할 수 있는 금속 스크린필터를 제공하는 것이다.The present invention is to solve various problems of the conventional cell collection device as described above. An object of the present invention is to provide a metal screen filter capable of efficiently separating cancer cells from blood.
본 발명의 다른 목적은, 솔루션의 흐름에 의하여 암세포를 도관 밖으로 원활하게 배출하여 채집율을 향상시킬 수 있는 금속 스크린필터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a metal screen filter which can improve the collection rate by smoothly discharging cancer cells out of the conduit by the flow of the solution.
본 발명의 또 다른 목적은, 혈액 속의 비표적세포에 의한 여과구멍의 막힘 현상을 방지할 수 있는 금속 스크린필터를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a metal screen filter capable of preventing clogging of the filtration hole by non-target cells in blood.
본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 스크린필터이 제공된다. 본 발명에 따른 금속 스크린필터는, 암세포와 비표적세포를 포함하고 있는 혈액이 흐르는 통로에 설치되어 있으며, 암세포의 여과를 위하여 복수의 여과구멍들이 형성되어 있고, 복수의 여과구멍들 중 인접하는 두 여과구멍들 사이의 간격이 암세포의 직경에 대하여 45~65%로 형성되어 있다. 또한, 간격은 4~21㎛으로 형성되어 있고, 복수의 여과구멍들의 내면에 암세포의 포획을 위하여 항체 표면층이 형성되어 있는 것에 있다.According to one aspect of the invention, a metal screen filter is provided. The metal screen filter according to the present invention is provided in a passage through which blood containing cancer cells and non-target cells flows, and a plurality of filtration holes are formed for filtration of cancer cells, and two adjacent ones of the plurality of filtration holes are formed. The gap between the filtration holes is formed to 45-65% of the diameter of the cancer cells. In addition, the interval is formed in 4 ~ 21㎛, the antibody surface layer is formed on the inner surface of the plurality of filter holes for capturing cancer cells.
본 발명의 다른 측면에 따른 금속 스크린필터는, 암세포와 비표적세포를 포함하고 있는 혈액이 흐르는 통로에 설치되어 있으며, 암세포의 여과를 위하여 5~25㎛의 직경을 갖는 복수의 여과구멍들이 형성되어 있다. 또한, 복수의 여과구멍들의 직경은 7~21㎛으로 형성되어 있고, 복수의 여과구멍들의 내면에 암세포의 포획을 위하여 항체 표면층이 코팅되어 있는 것에 있다. Metal screen filter according to another aspect of the present invention, is installed in the blood flow path containing cancer cells and non-target cells, a plurality of filtration holes having a diameter of 5 ~ 25㎛ for filtration of cancer cells are formed have. In addition, the diameter of the plurality of filtration holes is formed in 7 ~ 21㎛, the inner surface of the plurality of filtration holes are coated with an antibody surface layer for capturing cancer cells.
본 발명에 따른 금속 스크린필터는 다량의 혈액으로부터 암세포를 간편하고 효율적으로 분리하여 채집할 수 있다. 또한, 솔루션의 흐름에 의하여 암세포를 도관 밖으로 원활하게 배출하여 살아 있는 암세포의 채집율을 향상시킬 수 있다. 또한, 비표적세포에 의한 여과구멍의 막힘이 방지되므로, 암세포의 분석, 검사, 약물시험, 임상시험 등에 유용하게 채택할 수 있다. The metal screen filter according to the present invention can easily and efficiently separate and collect cancer cells from a large amount of blood. In addition, the flow of the solution can smoothly discharge the cancer cells out of the conduit to improve the collection rate of live cancer cells. In addition, since clogging of the filtration holes by non-target cells is prevented, it can be usefully employed for analysis, testing, drug testing, clinical trials, and the like of cancer cells.
도 1은 본 발명에 따른 금속 스크린필터가 도관에 설치되어 있는 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a configuration in which a metal screen filter according to the present invention is installed in a conduit.
도 2는 본 발명에 따른 금속 스크린필터의 구성을 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a metal screen filter according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 금속 스크린필터의 구성을 나타낸 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing the configuration of a metal screen filter according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 금속 스크린필터의 구성을 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view partially showing the configuration of the metal screen filter according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 금속 스크린필터에 의한 암세포의 여과 공정을 설명하기 위하여 부분적으로 나타낸 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view for explaining the filtering process of cancer cells by a metal screen filter according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 금속 스크린필터로부터 암세포를 채집 공정을 설명하기 위하여 부분적으로 나타낸 단면도이다.Figure 6 is a partial cross-sectional view for explaining the process of collecting cancer cells from the metal screen filter according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 금속 스크린필터의 다른 실시예의 구성을 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view showing the configuration of another embodiment of a metal screen filter according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예의 금속 스크린필터의 구성을 부분적으로 절제하여 나타낸 사시도,8 is a perspective view partially cut out the configuration of a metal screen filter of another embodiment according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예의 금속 스크린필터의 구성을 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing the configuration of a metal screen filter of another embodiment according to the present invention.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
이하, 본 발명에 따른 금속 스크린필터에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the metal screen filter according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 금속 스크린필터(10)는 혈액(2)을 수송하는 도관(20)의 통로(22)에 설치되어 있다. 혈액(2)은 금속 스크린필터(10)에 의하여 여과하기 위한 표적세포로 복수의 암세포(4)들과 복수의 비표적세포(Non-target cell: 6)들을 포함한다. 비표적세포(6)들은 적혈구(Red blood cell)와 백혈구(White blood cell)로 이루어진다. First, referring to FIG. 1, a metal screen filter 10 according to the present invention is installed in a passage 22 of a conduit 20 for transporting blood 2. The blood 2 is a target cell for filtering by the metal screen filter 10 and includes a plurality of cancer cells 4 and a plurality of non-target cells 6. Non-target cells 6 are composed of red blood cells (Red blood cells) and white blood cells (White blood cells).
도 1 내지 도 5를 모두 참조하면, 본 발명에 따른 금속 스크린필터(10)는 혈액(2)의 수송을 위한 도관(20)의 통로(22)에 설치되어 암세포(4)들을 여과한다. 금속 스크린필터(10)는 표면(12), 이면(14)과 암세포(4)들의 여과를 위하여 형성되어 있는 복수의 여과구멍(16)들을 갖는다. 도 2와 도 3에 금속 스크린필터(10)는 원형으로 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 금속 스크린필터(10)의 형상은 통로(22)의 형상에 따라 사각형, 타원형, 장방형 등으로 적절하게 변경될 수 있다. 1 to 5, the metal screen filter 10 according to the present invention is installed in the passage 22 of the conduit 20 for transporting the blood 2 to filter the cancer cells 4. The metal screen filter 10 has a surface 12, a back surface 14 and a plurality of filtration holes 16 formed for filtration of the cancer cells 4. 2 and 3, the metal screen filter 10 is shown to be formed in a circular shape, which is an example, the shape of the metal screen filter 10 is a square, oval, rectangular, etc. according to the shape of the passage (22) Can be changed as appropriate.
여과구멍(16)들은 암세포(4)들의 여과를 위하여 암세포(4)들이 통과되지 못하는 크기를 갖도록 형성되어 있다. 즉, 여과구멍(16)들의 크기는 암세포(4)들의 직경보다 작게 형성되어 있다. 도 2 내지 도 4에 여과구멍(16)들은 사각형으로 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 여과구멍(16)들의 형상은 필요에 따라 원형, 타원형, 장방형 등으로 적절하게 변경될 수 있다. 여과구멍(16)들이 원형으로 형성되는 경우, 여과구멍(16)들의 직경은 5~25㎛으로 형성된다.The filtration holes 16 are formed to have a size that the cancer cells 4 cannot pass through for filtration of the cancer cells 4. That is, the size of the filtration holes 16 is formed smaller than the diameter of the cancer cells (4). 2 to 4 show that the filtration holes 16 are formed in a quadrangular shape, but the shape of the filtration holes 16 may be appropriately changed into a circle, an ellipse, a rectangle, and the like as necessary. When the filtration holes 16 are formed in a circular shape, the diameters of the filtration holes 16 are formed to be 5 ~ 25㎛.
여과구멍(16)들 중 인접하는 두 여과구멍(16)들 사이의 간격(G)은 암세포(4)들의 직경보다 좁게 형성되어 있다. 두 여과구멍(16)들 사이의 간격(G)은 암세포(4)들의 직경에 대하여 45~65%로 형성되어 있다. 금속 스크린필터(10)는 예를 들어 스테인리스스틸(Stainless steel), 니켈(Nickel), 알루미늄(Aluminum), 동(Copper)을 소재로 제작될 수 있다. 암세포(4)들의 여과를 위하여 마이크로미터의 크기를 갖는 여과구멍(16)들은 멤스(MEMS, Micro-electro mechanical systems; 미세전기기계시스템) 기술을 이용한 에칭(Etching) 또는 전기주조(Electroforming)에 의하여 형성될 수 있다. 이러한 금속 스크린필터(10)는 통로(22)를 흐르는 혈액(2) 또는 솔루션의 압력에 의하여 변형되지 않는다.The gap G between two adjacent filtration holes 16 among the filtration holes 16 is formed to be narrower than the diameter of the cancer cells 4. The gap G between the two filtration holes 16 is formed at 45 to 65% of the diameter of the cancer cells 4. The metal screen filter 10 may be made of, for example, stainless steel, nickel, aluminum, or copper. The filtration holes 16 having a micrometer size for filtration of the cancer cells 4 are formed by etching or electroforming using MEMS (Micro-electro mechanical systems). Can be formed. This metal screen filter 10 is not deformed by the pressure of the blood 2 or the solution flowing through the passage 22.
도 1을 참조하면, 혈액(2)은 혈액 공급수단에 의하여 도관(20)의 상류에 공급된다. 혈액 공급수단은, 예를 들어 정량의 혈액을 저장하여 도관(20)의 상류에 공급할 수 있는 주사기(Syringe), 채혈관(Blood collection tube), 백(Bag), 팩(Pack) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또한, 혈액 공급수단은 시린지펌프(Syringe pump), 플런저펌프(Plunger pump) 등으로 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 1, blood 2 is supplied upstream of conduit 20 by blood supply means. The blood supply means may be, for example, in various forms such as a syringe (Syringe), a blood collection tube, a bag, a pack that can store a quantity of blood and supply it upstream of the conduit 20. Can be configured. In addition, the blood supply means may be composed of a syringe pump (Syringe pump), a plunger pump (Plunger pump) and the like.
도 1과 도 5를 참조하면, 혈액(2)은 도관(20)의 통로(22)를 따라 흐르면서 여과구멍(16)들을 통과한 후, 도관(20) 밖으로 배출된다. 혈액(2) 속의 암세포(4)들은 여과구멍(16)들을 통과하지 못하고 표면(12)에 잔류된다. 비표적세포(6)들, 즉 암세포(4)들보다 변형률이 높은 적혈구와 백혈구는 여과구멍(16)들을 쉽게 통과한다. 백혈구는 모양과 크기, 핵의 모양과 수, 과립의 유무에 따라 그 종류가 다양하고, 직경 10~21㎛ 정도이다. 백혈구는 세포질(Cytoplasm)의 변형에 의하여 그 직경보다 작은 크기의 여과구멍(16)들을 쉽게 통과한다. 1 and 5, the blood 2 flows along the passage 22 of the conduit 20 and passes through the filtration holes 16 and then is discharged out of the conduit 20. Cancer cells 4 in the blood 2 do not pass through the filtration holes 16 and remain on the surface 12. Non-target cells 6, ie red blood cells and white blood cells, which have a higher strain than cancer cells 4, pass easily through the filtration holes 16. Leukocytes vary in shape and size, depending on the shape and number of nuclei, and the presence or absence of granules. White blood cells easily pass through the filtration holes 16 of a size smaller than the diameter by the deformation of the cytoplasm.
도 6을 참조하면, 암세포(4)들의 여과 후, 암세포(4)들은 통로(22)에 솔루션(Solution: 8)을 역방향 또는 정방향으로 공급하여 통로(22) 밖으로 배출시킬 수 있다. 솔루션(8)은 암세포(4)들의 손상을 최소화할 수 있도록 역방향으로 공급하고 있다. 솔루션(8)은 주사기, 시린지펌프, 플런저펌프 등에 의하여 공급될 수 있다. 솔루션은 혈액(2)을 희석하는 희석제, 물(Water), 트리톤(triton) X-100이나 질산(Nitric acid)과 같은 희석용 산으로 구성될 수 있다. 솔루션(8)의 공급에 의하여 통로(22) 밖으로 배출되는 암세포(4)들을 컨테이너(Container), 예를 들어 시험관, 배양접시 등에 수거하여 간편하게 채집할 수 있다. Referring to FIG. 6, after filtration of the cancer cells 4, the cancer cells 4 may be discharged out of the passage 22 by supplying a solution 8 in the reverse direction or the forward direction to the passage 22. The solution 8 is supplied in the reverse direction to minimize the damage of the cancer cells 4. The solution 8 may be supplied by syringe, syringe pump, plunger pump or the like. The solution may consist of a diluent that dilutes the blood (2), water, a diluent acid such as Triton X-100 or nitric acid. The cancer cells 4 discharged out of the passage 22 by the supply of the solution 8 can be collected by simply collecting them in a container, for example, a test tube, a culture dish, or the like.
한편, 직경 7.5~15㎛의 암세포는 약 100mmHg의 압력이 가해질 때 직경 8㎛의 관을 통과한다. 직경 8㎛의 관을 통과하는 직경 15㎛의 암세포는 약 53%의 변형률을 갖는다. 역세척(Back washing), 즉 혈액(2)의 흐름과 반대 방향으로 솔루션을 흐르게 하여 직경 7.5㎛의 암세포를 통로(22) 밖으로 배출시킬 때, 암세포의 변형률을 고려하면 두 여과구멍(16)들 사이의 간격(G)은 약 4㎛ 이하가 바람직하다. On the other hand, cancer cells having a diameter of 7.5-15 μm pass through a tube having a diameter of 8 μm when a pressure of about 100 mmHg is applied. Cancer cells with a diameter of 15 μm passing through a 8 μm diameter tube have a strain of about 53%. Back washing, i.e., when the solution flows in the direction opposite to the flow of the blood 2, and discharges the cancer cells 7.5 µm in diameter out of the passage 22, considering the strain of the cancer cells, the two filtration holes 16 The interval G between them is preferably about 4 μm or less.
비소세포폐암과 유방암은 그 암세포의 직경이 40㎛ 정도에 이르는 것으로 알려져 있다. 역세척 시 직경 40㎛의 암세포의 변형률을 고려하면, 두 여과구멍(16)들 사이의 간격(G)은 약 21㎛ 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 직경 7.5㎛의 암세포가 간격(G) 4㎛를 초과하는 두 여과구멍(16)들 사이에 존재할 때, 암세포가 솔루션의 흐름에 의하여 변형되면서 표면(12)으로부터 탈락되지 않을 수 있다. 또한, 직경 40㎛의 암세포도 간격(G) 21㎛를 초과하는 두 여과구멍(16)들 사이의 표면(12)으로부터 탈락되지 않을 수 있다.Non-small cell lung cancer and breast cancer are known to have a diameter of about 40㎛ the cancer cells. In consideration of the strain of the cancer cells having a diameter of 40 μm during back washing, the distance G between the two filtration holes 16 is preferably set to about 21 μm or less. When cancer cells having a diameter of 7.5 μm are present between two filtration holes 16 larger than the distance G of 4 μm, the cancer cells may not be dropped from the surface 12 as they are deformed by the flow of the solution. In addition, cancer cells having a diameter of 40 μm may not fall off the surface 12 between the two filtration holes 16 larger than the gap G 21 μm.
본 발명에 따른 금속 스크린필터(10)에 있어서 솔루션의 압력을 고려하여 두 여과구멍(16)들 사이의 간격(G)은 암세포의 직경에 대하여 45~65%로 이루어진다. 직경 7.5㎛의 암세포는 간격(G)이 65%를 초과, 즉 약 4.9㎛를 초과하는 경우, 역세척에 의하여 두 여과구멍(16)들 사이의 표면(12)으로부터 탈락되지 않을 수 있다. 직경 40㎛의 암세포는 간격(G)이 65%를 초과, 즉 26㎛를 초과하는 경우, 역세척에 의하여 두 여과구멍(16)들 사이의 표면(12)으로부터 탈락되지 않을 수 있다. 두 여과구멍(16)들 사이의 표면(12)에 달라붙은 암세포를 강제로 탈락시키고자 솔루션의 압력을 높이는 경우, 암세포의 손상이 발생되어 살아 있는 암세포의 채집율이 저하된다. 직경 7.5㎛의 암세포에 대한 간격(G)이 45% 미만, 즉 약 3.375 미만인 경우, 혈액(2)과 솔루션의 흐름에 의하여 금속 스크린필터(10)가 파손될 우려가 높다.In the metal screen filter 10 according to the present invention, the gap G between the two filtration holes 16 is 45-65% of the diameter of the cancer cells in consideration of the pressure of the solution. Cancer cells having a diameter of 7.5 μm may not fall off the surface 12 between the two filtration holes 16 by backwashing when the gap G exceeds 65%, ie, greater than about 4.9 μm. Cancer cells with a diameter of 40 μm may not fall off the surface 12 between the two filtration holes 16 by backwashing when the gap G exceeds 65%, ie, more than 26 μm. Increasing the pressure of the solution to forcibly drop the cancer cells stuck to the surface 12 between the two filtration holes 16 causes damage to the cancer cells, thereby lowering the collection rate of living cancer cells. If the gap G for cancer cells having a diameter of 7.5 μm is less than 45%, that is, less than about 3.375, the metal screen filter 10 may be damaged by the flow of the blood 2 and the solution.
도 4와 도 5에 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 암세포(4)들의 포획을 위하여 항체 표면층(Anti-body surface layer: 30)이 여과구멍(16)들의 내면에 형성되어 있다. 항체 표면층(30)의 항체는, 예를 들어 항상피세포접합분자 항체(Anti-Epithelial Cell Adhesion Molecule antibody, Anti-EpCAM antibody), 항시토케라틴 항체(Anti-Cytokeratin antibody, Anti-CK antibody) 등으로 구성될 수 있다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 암세포(4)들 중 크기가 작은 암세포(4a)가 여과구멍(16)들을 통과하는 경우, 암세포(4a)는 Anti-EpCAM 항체, Anti-CK 항체 중 어느 하나로 이루어지는 항체 표면층(30)에 결합되어 포획된다. 따라서 본 발명에 따른 금속 스크린필터(10)에 의해서는 다량의 혈액에 포함되어 있는 암세포(4)들을 효율적으로 여과하여 채집할 수 있다. As clearly shown in FIGS. 4 and 5, an anti-body surface layer 30 is formed on the inner surface of the filtration holes 16 for the capture of the cancer cells 4. The antibody of the antibody surface layer 30 may be, for example, an anti-Epithelial Cell Adhesion Molecule antibody (Anti-EpCAM antibody), an anti-Cytokeratin antibody, an Anti-CK antibody, or the like. Can be configured. As shown in FIG. 5, when the smaller cancer cells 4a of the cancer cells 4 pass through the filter holes 16, the cancer cells 4a are made of either an Anti-EpCAM antibody or an Anti-CK antibody. It is bound to the antibody surface layer 30 which consists of, and is captured. Therefore, the metal screen filter 10 according to the present invention can efficiently collect and collect cancer cells 4 contained in a large amount of blood.
도 7 내지 도 9에 본 발명에 따른 금속 스크린필터의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 다른 실시예의 금속 스크린필터(110)는 앞에서 설명한 금속 스크린필터(10)와 마찬가지로 도관의 통로에 설치된다. 다른 실시예의 금속 스크린필터(110)는 표면(112), 이면(114)과 암세포(4)들의 여과를 위하여 형성되어 있는 복수의 여과구멍(116)들을 갖는다. 7 to 9 show another embodiment of a metal screen filter according to the present invention. 7 to 9, the metal screen filter 110 of another embodiment is installed in the passage of the conduit like the metal screen filter 10 described above. The metal screen filter 110 of another embodiment has a surface 112, a back side 114 and a plurality of filtration holes 116 formed for filtration of the cancer cells 4.
여과구멍(116)들은 규칙적인 패턴으로 배열되어 있다. 여과구멍(116)들의 직경은 암세포(4)들의 직경보다 작게 형성되어 있다. 여과구멍(116)들의 직경은 5~25㎛으로 형성되어 있다. 바람직하기로, 여과구멍(116)들의 직경은 7~25㎛으로 형성될 수 있다. 암세포(4)들의 포획을 위하여 항체 표면층(130)이 여과구멍(116)들의 내면에 코팅되어 있다. 도 8에 여과구멍(116)들은 원형으로 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 여과구멍(116)들의 형상은 필요에 따라 사각형, 타원형, 장방형 등으로 적절하게 변경될 수 있다. 여과구멍(116)들이 사각형 또는 장방형으로 형성되는 경우, 인접하는 두 여과구멍(116)들 사이의 간격이 암세포(4)들의 직경에 대하여 45~65%로 형성된다.The filtration holes 116 are arranged in a regular pattern. The diameter of the filtration holes 116 is formed smaller than the diameter of the cancer cells (4). The diameter of the filtration holes 116 is formed of 5 ~ 25㎛. Preferably, the diameter of the filtration holes 116 may be formed to 7 ~ 25㎛. The antibody surface layer 130 is coated on the inner surface of the filtration holes 116 to capture the cancer cells 4. Although the filter holes 116 are illustrated in FIG. 8 in a circular shape, the shape of the filter holes 116 may be appropriately changed into a rectangle, an ellipse, a rectangle, and the like as necessary. When the filter holes 116 are formed in a rectangular or rectangular shape, the spacing between two adjacent filter holes 116 is formed at 45 to 65% of the diameter of the cancer cells 4.
도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 혈액(2)은 도관의 통로를 따라 흐르면서 여과구멍(116)들을 통과한 후, 도관 밖으로 배출된다. 혈액(2) 속의 암세포(4)들은 여과구멍(116)들을 통과하지 못하고 표면(112)에 잔류된다. 암세포(4)들은 적혈구와 백혈구보다 변형률이 낮아 그 직경보다 작은 직경의 여과구멍(116)들을 통과하지 못한다. As shown in FIG. 9, blood 2 flows along the passage of the conduit, passes through the filtration holes 116, and then exits the conduit. Cancer cells 4 in the blood 2 do not pass through the filtration holes 116 and remain on the surface 112. Cancer cells 4 have a lower strain than erythrocytes and leukocytes, and thus cannot pass through filtration holes 116 of diameter smaller than that.
비표적세포(6)들은 여과구멍(116)들을 통과한다. 비표적세포(6)들의 일례로 적혈구의 직경은 7.2~8.4㎛ 정도이다. 인간의 적혈구는 가운데가 오목한 원판 모양이며, 핵이 없다. 적혈구는 그 변형률이 높아 직경 5㎛의 여과구멍(116)들을 쉽게 통과한다. 직경 7㎛ 이상의 암세포(4)들을 여과하기 위하여 여과구멍(116)들의 직경이 7㎛으로 형성되어 있는 경우, 적혈구는 여과구멍(116)들을 원활하게 통과한다. 따라서 혈액 1㎣당 약 500만개가 존재하는 적혈구에 의한 여과구멍(116)들의 막힘 현상이 방지되고, 혈액(2)의 흐름이 원활하게 유지된다. Non-target cells 6 pass through filtration holes 116. As an example of the non-target cells 6, the red blood cells have a diameter of about 7.2 to 8.4 µm. Human red blood cells have a concave disc shape in the center and have no nucleus. Red blood cells have a high strain rate and easily pass through the filtration holes 116 having a diameter of 5 μm. When the diameters of the filtration holes 116 are formed to be 7 탆 in order to filter the cancer cells 4 having a diameter of 7 탆 or more, the red blood cells smoothly pass through the filtration holes 116. Therefore, clogging of the filtration holes 116 due to the red blood cells, which exist about 5 million blood per liter, is prevented, and the flow of the blood 2 is maintained smoothly.
비표적세포(6)들의 다른 예로 백혈구는 모양과 크기, 핵의 모양과 수, 과립의 유무에 따라 그 종류가 다양하고, 직경 10~21㎛ 정도이다. 백혈구는 세포질(Cytoplasm)의 변형에 의하여 그 직경보다 작은 직경의 여과구멍(116)들을 쉽게 통과한다. 백혈구 중 가장 큰 대식세포(Macrophage)의 직경은 21㎛이다. 여과구멍(116)들의 직경이 20㎛으로 형성되는 경우, 혈액 1㎣당 7,000~8,000개가 존재하는 대부분의 백혈구는 여과구멍(116)들을 통과한다. 암세포(4)들 중 크기가 작은 암세포(4a)가 여과구멍(116)들을 통과하는 경우, 암세포(4a)는 Anti-EpCAM 항체, Anti-CK 항체 중 어느 하나로 이루어지는 항체 표면층(130)에 결합되어 포획된다. As another example of the non-target cells (6), white blood cells vary in shape and size, depending on the shape and number of nuclei, and the presence or absence of granules, and are about 10 to 21 μm in diameter. White blood cells easily pass through the filtration holes 116 of a diameter smaller than that by the deformation of the cytoplasm. The largest macrophage of leukocytes (Macrophage) is 21 μm in diameter. When the diameter of the filter holes 116 is formed to 20㎛, most of the white blood cells present in the 7,000 ~ 8,000 per 1 ㎣ of blood passes through the filter holes (116). When the small cancer cells 4a of the cancer cells 4 pass through the filter holes 116, the cancer cells 4a are bound to the antibody surface layer 130 made of either an Anti-EpCAM antibody or an Anti-CK antibody. Is captured.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described above are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.

Claims (8)

  1. 암세포와 비표적세포를 포함하고 있는 혈액이 흐르는 통로에 설치되어 있으며, 상기 암세포의 여과를 위하여 복수의 여과구멍들이 형성되어 있고, 상기 복수의 여과구멍들 중 인접하는 두 여과구멍들 사이의 간격이 상기 암세포의 직경에 대하여 45~65%로 형성되어 있는 금속 스크린필터.It is installed in the blood flow passage containing cancer cells and non-target cells, and a plurality of filtration holes are formed for filtration of the cancer cells, and the distance between two adjacent filtration holes of the plurality of filtration holes Metal screen filter is formed in 45 ~ 65% of the diameter of the cancer cells.
  2. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 간격은 4~21㎛으로 형성되어 있고 상기 비표적세포의 직경보다 좁게 형성되어 있는 금속 스크린필터.The gap is formed of 4 ~ 21㎛ metal screen filter is formed narrower than the diameter of the non-target cells.
  3. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 복수의 여과구멍들의 직경은 5~25㎛으로 형성되어 있는 금속 스크린필터.The diameter of the plurality of filter holes is a metal screen filter is formed in 5 ~ 25㎛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 복수의 여과구멍들의 내면에 상기 암세포의 포획을 위하여 항체 표면층이 형성되어 있는 금속 스크린필터.Metal surface filter is formed on the inner surface of the plurality of filter holes for the antibody surface layer to capture the cancer cells.
  5. 암세포와 비표적세포를 포함하고 있는 혈액이 흐르는 통로에 설치되며, 상기 암세포의 여과를 위하여 5~25㎛의 직경을 갖는 복수의 여과구멍들이 형성되어 있는 금속 스크린필터.A metal screen filter is provided in the passage through which blood containing cancer cells and non-target cells, and a plurality of filtration holes having a diameter of 5 ~ 25㎛ for filtration of the cancer cells.
  6. 제5항에 있어서, The method of claim 5,
    상기 복수의 여과구멍들의 직경은 7~21㎛으로 형성되어 있는 금속 스크린필터.And a diameter of the plurality of filtration holes is 7 ~ 21㎛.
  7. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 복수의 여과구멍들 중 인접하는 두 여과구멍들 사이의 간격이 상기 암세포의 직경에 대하여 45~65%로 형성되어 있는 금속 스크린필터.And a gap between two adjacent filtration holes of the plurality of filtration holes is 45 to 65% of the diameter of the cancer cell.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 5 to 7,
    상기 복수의 여과구멍들의 내면에 상기 암세포의 포획을 위하여 항체 표면층이 코팅되어 있는 금속 스크린필터.Metal screen filter is coated on the inner surface of the plurality of filtration holes for the antibody surface layer to capture the cancer cells.
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