CN103492166A - 细胞培养用支承体成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，包括：装置主体，其由水平部和垂直部构成；作业台，其附设于所述装置主体的水平部，使细胞培养用支承体成型；分配机构，其配置于所述作业台的上部，并附设于所述装置主体的垂直部，具备一个以上的分配器；以及输送单元，其使所述作业台相对于分配机构进行移动或使所述分配机构相对于所述作业台进行移动，所述分配器包括：注射器，其从上部投入固态原料；注射器盖，其安装于所述注射器的上部，中心与空气供给控制管连接；喷嘴，其与所述注射器的下部结合；以及加热部，所述注射器插入到该加热部中，该加热部对注射器进行加热而熔化注射器内部的固态原料，随着所述分配机构或所述作业台的移动，将投入到所述分配机构的原料熔化并排出，从而使细胞培养用支承体成型。

Description

细胞培养用支承体成型装置

技术领域

本发明涉及使细胞培养用支承体成型的装置，更具体地讲，涉及如下的细胞培养用支承体成型装置：将由溶于水的生物降解性固体构成的原料投入到注射器内部之后进行加热而形成原料熔化物，之后通过空压或利用了电机的挤出而使支承体成型。

背景技术

最近，在体外（活体外）培养细胞或组织后，重新适用于活体而实施治疗的组织工程学或再生医疗备受关注。特别是，采取患者本人或捐赠者的皮肤或口腔粘膜等的一部分而培养成片状之后适用到活体的技术已经达到实用化阶段。

例如，在皮肤的情况下，尝试了胎记、溃疡、烧伤、纹身等的治疗或在采取了移植用皮肤的皮肤采取部进行培养上皮（表皮）细胞片的移植。

另外，在口腔粘膜的情况下，作为对由牙周病或恶性肿瘤等口腔内疾病引起的牙龈及粘膜组织的创伤、缺损的治疗，尝试进行使用了口腔粘膜上皮细胞的培养细胞片的移植。这些培养细胞片是使用组织工程学的方法而制作的，在培养瓶内培养成上皮（表皮）细胞被增层化为5～10层的薄片形状的结构之后，从培养瓶剥离而供移植。

但是，如上述的培养细胞片的制作，由于培养组织复杂，不能够在普通的医疗机关容易地进行。由此，只能在具备充分的培养设备，并掌握熟练的培养技术的大学医院等专门设备中才能实施培养细胞的移植治疗。

另一方面，在人体内器官或组织被损伤的情况下，提供细胞、药物支承体等而有效地再生组织，但是组织再生用支承体需要具备在种植部位物理性地稳定且能够调节再生效能的生理活性，另外在形成新的组织之后，需要在活体内进行降解，且此时降解产物不该有毒性。

关于这样的组织再生用支承体，以往制造为利用具有一定强度和形状的高分子的海绵类型、矩阵状的纳米纤维或凝胶类型的细胞培养支承体，并且这样的细胞培养支承体对于形成具有特定深度或高度的三维形状的组织起到重要作用。

利用于这样的组织再生的支承体被移植到皮肤或人工器官，成为细胞增殖的结构体，作为制造它的方法的典型例，曾经提出了利用电辐射装置制造成纳米纤维丝状的方法。

但是，在利用上述的电辐射装置的情况下，需要交替地施加高电压而进行电辐射，因此存在不但工序复杂而且生产性下降的问题。

另外，利用这样的组织再生物制造装置而制造的组织再生物的加工度低，因此存在细胞增殖所需的增殖空间不足的问题。

发明内容

技术课题

本发明是为了解决如上述的问题点而完成的，其目的在于，提供使去除了脂质的人体皮肤代替用或细胞培养用支承体稳定地成型的细胞培养用支承体的成型装置。

另外，本发明的另一目的在于，提供不仅能够正确地使小细胞培养用支承体成型，而且容易使用、生产性高的成型装置。

课题解决手段

本发明的目的可以通过细胞培养用支承体成型装置而达到。

本发明的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于包括：装置主体，其由水平部和垂直部构成；作业台，其附设于所述装置主体的水平部，使细胞培养用支承体成型；分配机构，其配置于所述作业台的上部，并附设于所述装置主体的垂直部，具备一个以上的分配器；以及输送单元，其使所述作业台相对于分配机构进行移动或使所述分配机构相对于所述作业台进行移动，所述分配器包括：注射器，其从上部投入固态原料；注射器盖，其安装于所述注射器的上部，且在中心连接有空气供给控制管；喷嘴，其与所述注射器的下部结合；以及加热部，其夹住所述注射器而对注射器进行加热来使注射器内部的固态原料熔化，随着所述分配机构或所述作业台的移动，使投入到所述分配机构的原料熔化并排出，从而使细胞培养用支承体成型。

根据一实施例，所述输送单元构成为，以所述作业台和所述分配机构相对于彼此在X-Y-Z轴方向上进行相对运动的方式移动所述作业台或所述分配机构。

根据一实施例，所述输送单元为了稳定地实现支承体的成型而可以包括：第一驱动部，其使所述分配机构在X轴方向上移动；以及第二驱动部，其使所述作业台在Y轴方向上移动。

根据一实施例，所述输送单元还包括第三驱动部，该第三驱动部使所述分配机构在Z轴方向上移动，所述第一驱动部至第三驱动部包括电机、与所述电机连接的滚珠丝杠以及与所述滚珠丝杠连接的联轴器，在所述联轴器上连接有所述作业台或所述分配机构，随着所述电机的旋转，所述作业台或所述分配机构进行移动。

根据一实施例，所述作业台构成为，包括：作业板，其在上端使细胞培养用支承体成型；以及固化调节器，其位于所述作业板的下部，并安装有薄板形状的珀尔帖元件，使得能够调节所成型的细胞培养用支承体的固化速度。

根据一实施例，所述分配机构还包括与所述分配器连接的高度调节单元，以对成型前的分配器的Z轴方向位置进行调节。

根据一实施例，所述加热部包括插入注射器的中空部，所述加热部对插入到所述加热部的内部的注射器进行加热，所述分配器通过支承台而与所述主体连接，所述支承台包括固定所述分配器的固定部件，以防止分配器在所述支承台上晃动。

根据一实施例，所述分配机构包括：多个分配器；以及以可变更所述多个分配器的位置的方式连接的分配变换器，所述细胞培养用支承体成型装置还包括输送单元，该输送单元使所述分配变换器相对于所述作业台进行移动或使所述作业台相对于所述分配变换器进行移动。

根据一实施例，所述分配变换器包括：支承台，其支承所述多个分配器；轴，其与所述支承台连接；以及驱动单元，其与所述轴连接，并使所述支承台旋转，从而变更各分配器的配置位置，在所述支承台上，所述多个分配器以所述轴为中心对称地配置。

根据一实施例，所述支承台还包括分别固定分配器的多个固定部件，以防止所述分配器在所述支承台上晃动。

根据一实施例，在所述注射器的上部突出形成有结合用突起，所述注射器盖沿着边缘形成有与所述结合用突起对应的“

”字状的夹住用槽，以与所述注射器的上部扭动结合。

根据一实施例，所述输送单元构成为，以所述作业台和所述分配变换器相对于彼此在X-Y-Z轴方向上进行相对运动的方式移动所述作业台或所述分配机构，所述输送单元为了稳定地实现支承体的成型，包括：第一驱动部，其使所述分配变换器在X轴方向上移动；第二驱动部，其使所述作业台在Y轴方向上移动；以及第三驱动部，其使所述分配变换器在Z轴方向上移动。

根据一实施例，所述分配机构包括彼此平行地配置的多个分配器，所述作业台与所述多个分配器对应地配置有多个，所述细胞培养用支承体成型装置包括输送单元，该输送单元使所述作业台相对于所对应的各个所述分配机构进行移动或使所述分配机构相对于所对应的各个所述作业台进行移动，随着所述分配机构或所述作业台的移动，将投入到各个所述分配机构的原料熔化而排出，从而使两个以上的细胞培养用支承体同时成型。

根据一实施例，所述输送单元为了稳定地实现支承体的成型，包括：第一驱动部，其使多个所述作业台整体在X轴方向上一起进行移动；以及第二驱动部，其使所述第一驱动部和多个所述作业台整体在Y轴方向上一起进行移动。

根据一实施例，所述输送单元还包括第三驱动部，其使多个所述分配机构整体在Z轴方向上一起进行移动或者使多个所述分配机构分别独立地在Z轴方向上进行移动，所述第一驱动部至第三驱动部包括电机、与所述电机连接的联轴器以及与所述联轴器连接的滚珠丝杠，在所述滚珠丝杠上连接有所述作业台或所述分配机构，随着所述电机的旋转，所述作业台或所述分配机构进行移动。

根据一实施例，所述细胞培养用支承体成型装置还包括作业台输送单元，该作业台输送单元使所述作业台左右旋转以及前后倾斜。

根据一实施例，所述作业台输送单元包括：一对支承架，其以所述作业台为中心彼此分开；旋转驱动部，其与所述作业台的下部区域结合，使所述作业台以贯通所述作业台而形成的垂直轴为中心进行旋转；以及倾斜驱动部，其横向地与所述支承架结合，使所述作业台和所述旋转驱动部一起前后倾斜。

根据一实施例，所述分配部还包括：投入固态燃料的注射器；加热部，其配置在所述注射器的外侧，对所述固态燃料进行加热；以及喷嘴，其与所述注射器的下部结合，将通过所述加热部进行加热而熔化的燃料向所述作业台排出，所述喷嘴被垂直地形成或弯曲形成。

根据一实施例，所述细胞培养用支承体成型装置还包括调节杆，该调节杆与设置在所述作业台的下侧的升降杆连接，用于调节所述作业台的高度，能够使得从所述排出喷嘴下落的液体状态的粘结剂的截面成为圆形。

根据一实施例，所述细胞培养用支承体成型装置还包括：输送单元，其使所述作业台相对于分配机构进行移动或使所述分配机构相对于所述作业台进行移动；以及放射部，其配置在所述装置主体的一侧面或前表面，将放射原液从所述作业台的上部向成型中的细胞培养用支承体放射，所述放射部包括：附设在底座的高度调节装置；附设在所述高度调节装置的上端的活塞控制装置；以及安装有能够通过所述活塞控制装置而进行前进/后退的活塞的放射喷嘴装置。

根据一实施例，所述活塞控制装置包括电机、与所述电机连接的滚珠丝杠、与所述滚珠丝杠连接的联轴器以及与所述联轴器连接的活塞输送台，所述活塞输送台与所述放射喷嘴装置的活塞连接，随着所述电机的旋转，所述活塞前后移动。

发明效果

本发明通过如上述的结构，能够提供使三维细胞培养用支承体稳定地成型且生产性优异的细胞培养用支承体成型装置。

另外，本发明能够使各种大小的细胞培养用支承体精密地成型，本发明的成型装置能够对初始位置进行微细调整而使所排出的熔化原料的截面成为圆形。

附图说明

图1是本发明的细胞培养用支承体成型装置的立体图。

图2是本发明的细胞培养用支承体成型装置的侧视图。

图3是本发明的细胞培养用支承体成型装置的主视图。

图4是本发明的细胞培养用支承体成型装置的仰视图。

图5是本发明的细胞培养用支承体成型装置的分配机构的分解立体图。

图6是本发明的细胞培养用支承体成型装置的分配机构的使用立体图。

图7是本发明的细胞培养用支承体成型装置的作业台的分解立体图。

图8a是通过本发明的细胞培养用支承体成型装置成型的细胞培养用支承体的边缘部的SEM照片。

图8b是通过本发明的细胞培养用支承体成型装置成型的细胞培养用支承体的中央部的SEM照片。

图9至图14是本发明的第二实施例的细胞培养用支承体成型装置的图。

图15和图16是本发明的第三实施例的细胞培养用支承体成型装置的图。

图17至图21是本发明的第四实施例的细胞培养用支承体成型装置的图。

图22和图23是本发明的第五实施例的细胞培养用支承体成型装置的图。

图24和图25是本发明的第六实施例的细胞培养用支承体成型装置的图。

具体实施方式

下面，参照附图，对由本发明的一实施例构成的结构及工作状态进行详细说明，附图只不过是对本发明的一实施例进行具体说明的例示，本发明的范围不会限制或限定于附图或参照所述附图进行说明的实施例。

图1示出本发明的细胞培养用支承体成型装置（100）的立体图，图2示出细胞培养用支承体成型装置（100）的侧视图，图3示出细胞培养用支承体成型装置（100）的主视图，图4示出细胞培养用支承体成型装置（100）的仰视图。

如图所示，本发明的成型装置（100）包括：装置主体（1），其包括水平部（3）和垂直部（2）；作业台（10），其附设在所述装置主体（1）的水平部（3），使细胞培养用支承体成型；分配机构（200），其配置在所述作业台（10）的上部，并附设于所述装置主体（1）的垂直部（2），且该分配机构（200）具备一个以上的分配器（210）；以及输送单元（30、40、50），其使所述作业台（10）相对于分配机构（200）进行移动或使所述分配机构（200）相对于所述作业台（10）进行移动。

在所述装置主体（1）中，在水平部（3）上连接有垂直部（2），在所述水平部（3）的下方，支承座（5）配置在所述水平部（3）的各角部。这样的所述支承座（5）能够进行高度调节，由此，能够调节所述水平部（3）的水平位置。

在所述水平部（3）的一侧面连接有垂直部（2），在所述垂直部（2）配置有使分配部（200）在X轴方向上移动的第一驱动部（30），在所述水平部（3）配置有使作业台（10）在Y轴方向上移动的第二驱动部（40）。在所述垂直部（2）配置有使所述分配部（200）与所述第一驱动部（30）一起在Z轴方向上移动的第三驱动部（50）。

所述第一驱动部（30）包括电机（31，参照图2）、与所述电机（31）连接的传送带（33）、与所述传送带（33）连接的滑轮（34）以及与所述滑轮（34）一体旋转并在X轴方向上延伸的滚珠丝杠（36），所述滚珠丝杠（36）与支承板（35）连接，随着所述电机（31）的旋转而所述滚珠丝杠（36）旋转，由此所述支承板（35）在X轴方向上进行移动。

此时，为了更加稳定且可靠地移动，在所述滚珠丝杠（36）的上下方向上形成有引导部（32），所述引导部（32）形成为突起形状而插入到对应的所述支承板（35）的槽内，由此所述支承板（35）沿着所述引导部（32），通过所述电机（31）的驱动而移动。

所述第二驱动部（40）包括电机（41，参照图2）、连接电机（41）与滚珠丝杠（46，参照图3）的联轴器（47）以及在Y轴方向上延伸的滚珠丝杠（46）。在所述滚珠丝杠（46）上连接支承板（45），当所述滚珠丝杠（46）随着所述电机（41）的旋转而旋转时，由此所述支承板（45）在Y轴方向上进行移动。

在所述第二驱动部（40）的情况下，所述电机（41）和滚珠丝杠（46）以同一旋转轴而进行旋转，因此不需要另外的传送带或滑轮，当然为了空间的有效利用，可以变更所述电机（41）的位置并使用传送带或滑轮等旋转传递单元。

另外，与所述第一驱动部（30）同样，所述第二驱动部也为了稳定地移动所述支承板（45）而包括与所述滚珠丝杠（46）平行地在所述滚珠丝杠左右侧形成的引导部（42）。

所述第三驱动部（50）形成在所述第一驱动部（30）的支承板（35）上，由此，当所述支承板（35）通过所述第一驱动部（30）而在X轴方向上移动时，所述第三驱动部（50）也一起移动。

所述第三驱动部（50）包括电机（51）、与所述电机（51）连接的传送带和滑轮（在图中未图示）以及与所述滑轮连接而与滑轮一体旋转并在Z轴方向上延伸的滚珠丝杠（56），在所述滚珠丝杠（56）上连接有支承板（55），当所述滚珠丝杠（56）随着所述电机（51）的旋转而旋转时，所述支承板（55）在Z轴方向上进行移动。

此时，为了更稳定且可靠地移动，在所述滚珠丝杠（56）的左右方向上形成引导部（52），所述引导部（52）形成为突起形状，突起形状的所述引导部（52）插入到对应的所述支承板（55）的槽内，由此所述支承板（55）能够随着所述引导部（52），通过所述电机（51）的驱动而移动。

所述第三驱动部（50）的滑轮和传送带配置在壳体（59）内部，能够切断灰尘或杂质的引入。

如上所述，就本发明的细胞培养用支承体成型装置（100）而言，在X轴方向上，所述分配部（200）进行移动，在Y轴方向上，所述作业台（10）进行移动。即，在发生所述分配部（200）与作业台（10）之间的相对运动时，作为X轴方向的驱动部的所述第一驱动部（30）与所述分配部（200）连接，作为Y轴方向的驱动部的所述第二驱动部（40）与所述作业台（10）连接。

由此，一个移动不会对另一个移动产生影响，从而，本发明的细胞培养用支承体成型装置（100）在使支承体成型时不会出现晃动，能够使正确的支承体成型。

另一方面，在相对地移动较少的所述第三驱动部（50）的情况下，即使与所述第一驱动部（30）一起移动，也由于没有一起移动的区间而不造成问题。

本发明的分配机构（200）安装于所述第三驱动部（50）的支承板（55）。所述分配机构（200）包括分配器（210）、支承所述分配器（210）的支承台（213）、与所述支承台（213）连接并对所述分配器（210）的高度进行微细调整的作为高度调节单元的测微计（217）以及连接所述测微计（217）与所述支承板（55）的连接板（219）。

在所述支承台（213）配置有固定部件（214），该固定部件（214）支承所述分配器（210）的加热部（212），并对所述加热部（212）的位置进行固定。所述固定部件（214）可由螺栓构成，对于所述加热部（212）以加压的方式固定在规定位置。

在所述分配器（210）的加热部（212）插入有注射器（211），在所述注射器（211）的上部安装有注射器盖（216），在所述注射器（211）的下部安装有喷嘴（218）。对此，将参照图4及图5，在下面进行说明。

图5示出本发明的细胞培养用支承体成型装置（100）的分配机构（200）的分解立体图，图6示出本发明的细胞培养用支承体成型装置（100）的分配机构（200）的使用立体图。

如图5所示，加热部（212）安装于支承台（213），通过支承台（213）的固定部件（214）而固定所述加热部（212）。加热部（212）在内部形成有中空（212a；参照图2），在所述中空（212a）内部插入有所述注射器（211）。在所述注射器（211）的下端（211c）连接有喷嘴（218）。

所述注射器（211）由注射器主体（211a）、上部（211b）以及下部（211c）构成，在上部（211b）的边缘形成有一定大小的夹住突起，在下部（211c）的情况下，形成有与所述主体（211a）连通的孔，在所述孔上连接有喷嘴（218），注射器内部的熔化原料通过喷嘴来排出。

另一方面，注射器盖（216）由如下部分构成：安装所述注射器（211）的安装部（216a）；形成于所述安装部（216a）的夹住槽（216b）；以及与所述空气供给控制管（215）结合的连接通孔（216c）。

所述注射器盖（216）的夹住槽（216b）内以扭动方式夹住并咬合有所述注射器上部（211b）的夹住突起，由此，所述注射器（211）相对于注射器盖（21）在没有扭动的情况下不能拆下。

所述空气供给控制管（215）从未图示的压缩空气供给部接收压缩空气，通过所述注射器盖（216）的连接通孔（216c）而供给到注射器（211）内部，将注射器（211）内部的熔化原料推向喷嘴（218）。此时，所述喷嘴（218）优选具备0.05～0.5㎜左右的直径。

再回到图2，在图2中，用虚线示出加热部（212）的内部。加热部（212）由中空部（212a）和以中空部（212a）为中心埋入并缠绕而成的加热器（212b）构成。所述加热器（212b）为发热线，与未图示的电源部连接，对插入到加热部（212）内部的注射器（211）进行加热，使内部原料熔化。

图6示出本发明的分配器的工作状态图。如图6所示，注射器盖（216）从注射器（211）拆下，向注射器（211）内部投入固体原料（M）。向注射器（211）内部投入的固体原料（M）通过加热部（212）的加热器（212b）加热而熔化，通过从安装于注射器盖（216）的空气供给控制管（215）供给的压缩空气而由喷嘴（218）排出。

图7示出本发明的细胞培养用支承体成型装置（100）的作业台（10）的分解立体图。

如图7所示，细胞培养用支承体成型装置（100）的作业台（10）由在上端使细胞培养用支承体成型的作业板（11）和位于所述作业板（11）下部的固化调节器（20）形成。

此时，所述固化调节器（20）由如下部件构成：与所述作业板（11）的下表面直接接触的薄板形状的珀尔帖元件（21）；位于所述珀尔帖元件的下表面的散热片（22）；位于所述散热片下表面的冷却风扇（23）；位于所述冷却风扇的下表面的固定板（24）；以及与所述散热片和所述固定板的长度方向一侧面和另一侧面结合的第一侧壁支承台（25）和第二侧壁支承台（26）。

板形状的所述珀尔帖元件（21）是上表面和下表面分别发挥发热和吸热功能的装置，当施加电压时，吸热截面吸收周边的热而冷却至室温以下，相反地发热截面散发从吸热截面吸收的热和由损失的电能产生的热而加热至高温。

此时，如果不能解决从所述珀尔帖元件（21）的发热截面散发的热，则不管是吸热截面还是发热截面均上升为高温，为了解决这个问题，具备位于所述珀尔帖元件的下表面而吸收所述珀尔帖元件的热的散热片（22）和冷却所述散热片的冷却风扇（23），所述散热片（22）由热传导率高的金属构成。

另一方面，如上所述，在所述作业台（10）上安装所述固化调节器（20），从而从所述分配器（210）排出的熔化原料在所述作业板（11）的上表面以适当的速度固化而形成细丝，逐渐构成细胞培养用支承体的结构。

下面，对本发明的细胞培养用支承体成型装置（100）的工作进行说明。

在细胞培养用支承体成型装置（100）的作业台（10）的上部支承板（11）设置用于使支承体成型的板。然后，在从注射器（211）拆下分配器（210）的注射器盖（216）之后，向注射器内部投入固体原料（M）。此时，作为固体原料（M）优选为生物降解性物质。

在向注射器内部投入固体原料（M）之后，将注射器盖（216）重新安装到注射器（211），之后将注射器（211）插入到加热部（212）。可在加热部（212）设置追加的固定部件（在图中未图示），由此能够防止注射器（211）的移动。

另外，通过调节注射器（211）下部的喷嘴（218）与作业台（10）之间的间隔来调节高度，以使从喷嘴（218）下落的熔化原料的截面形成圆形。使用安装于分配机构（200）的作为高度调节单元的测微计（217）而调节高度，能够进行精密的调节。

之后，压缩空气从空气供给控制管（215）供给到注射器（211），从而从喷嘴（218）排出熔化原料。此时，第一驱动部（30）和第二驱动部（40）以预定的模式移动，由此，熔化原料成型为构成支承体的细丝。即，熔化原料被排出，从而熔化原料重新被固化，由此支承体能够维持成型的形状。

另一方面，在需要中断熔化原料的排出的情况下，为了可靠地实现排出中断，不仅要中断向空气供给控制管（215）供给的空气的供给，而且还要达到真空，即可施加负压而可靠地防止熔化原料的排出，这样施加负压而稳定地使支承体成型。

支承体优选形成为按照各层交叉的格子形状，但通过第一驱动部至第三驱动部（30、40、50）的组合移动，还能够形成各种结构的支承体。

图8示出按照本发明成型的支承体的SEM照片。

在本发明中，支承体的一层构成为在X轴方向上隔着一定的间隔平行地形成的细丝，二层构成为在Y轴方向上隔着一定的间隔平行地形成的细丝，然后三层又构成为在X轴方向上隔着一定的间隔平行地形成的细丝，由此层叠为多层而在整体上形成三维的格子体（参照图8b）。

此时，构成各层的细丝为了形成格子，隔着一定的间隔平行地排列多个，各层的边缘部分可以彼此连接或者彼此折断，但是为了维持支承体的坚固性，优选构成为边缘部分彼此连接（参照图8a）。

实施方式

图9至图14是示出本发明的第二实施例的细胞培养用支承体成型装置（100a）的结构的图。

前面所说明的本发明的优选实施例的细胞培养用支承体成型装置（100）分别具备各一个作业台（10）和分配机构（200）。相反地，本发明的第二实施例的细胞培养用支承体成型装置（100a）具备包括多个分配器（310、320、330）的分配变换器（300）。

本发明的分配变换器（300）安装于所述第三驱动部（50）的支承板（55）。在图10和图11中分别图示的分配变换器（300）中，由三个分配器（310、320、330）分别排列成三角形。

分配机构（300）包括：多个分配器（310、320、330）；支承所述多个分配器（310、320、330）的支承台（313）；旋转板（316）；贯通支承台（313）而与旋转板（316）连接的旋转轴（352）；以及与旋转轴（352）的端部连接的驱动部（350）。

所述驱动部（350）可以是电机，所述驱动部（350）被固定在驱动部支架（355）上。另外，驱动部支架（355）与测微计（317）连接，由此，能够通过操作测微计（317），来调节分配器（310、320、330）的高度。在测微计（317）中不与驱动部支架（355）连接的部分安装到支承板（55）上。

各个分配器（310、320、330）的结构如下：支承台（313）支承分配器（310、320、330）的加热部（312、322、332），并配置有分别固定加热部（312）的位置的多个固定部件（314）。所述固定部件（314）可由螺栓构成，对加热部（312、322、332）以施压的方式固定到规定位置。

在所述分配器（310、320、330）的加热部（312、322、332）内插入有注射器（311），在所述注射器（311、321、331）的上部分别扭动结合了插入有空气供给控制管（315、325、335）的注射器盖（319，329，339），在注射器（311、321、331）的下部分别安装有喷嘴（318、328、338）。此时，喷嘴的大小优选为0.05～0.4㎜，这是因为能够将挤压的细丝的直径微细调整为0.05～0.4㎜。

另一方面，驱动部（350）被固定在驱动部支架（355）上，驱动部（350）的轴与联轴器（351）连接，并穿过驱动部支架（355）的孔（355a）而与旋转轴（352）连接。

驱动部支架（355）大概构成为‘

’字形状，在上部侧连接有驱动部（350），在侧部连接有测微计（317）。

旋转轴（352）在轴中间具备用于支承分配器（310、320、330）的突起部（352a），所述突起部（352a）支承支承台（313）和旋转板（316）。

通过驱动部（350）的工作，旋转轴（352）旋转，由此，与旋转轴（352）连接的分配器（310、320、330）旋转。这样，通过使用多个分配器（310、320、330），能够按照每层使用不同的支承体用原料，造型出具有复合功能的格子状支承体，向所述多个分配器中的任意一个投入支承体用原料，向另一个分配器，则将要培养的细胞制成液体状态而进行投入，之后，先造型出支承体，然后再根据需要立即注入细胞而形成细胞-支承体复合体。

另一方面，在本发明中优选为各个分配器（310、320、330）分别具备加热部，但是根据投入到各个分配器的原料的种类，也可以以仅在一部分的分配器上使加热部进行工作，而在其他分配器上不使加热部进行工作的状态使用。

另一方面，在构成分配器的要素中，注射器（311、321、331）由注射器主体（311a、321a、331a）、上部（311b、321b、331b）以及下部（311c、321c、331c）构成，在下部（311c、321c、331c）的情况下，形成有与所述主体（311a、321a、331a）连通的孔，在所述孔内结合有喷嘴（318、328、338），在注射器内部熔化的原料借助于空气压而通过喷嘴排出。

另一方面，注射器上部（311b、321b、331b）在边缘形成有一定大小的结合突起，其被夹进形成于注射器盖（319、329、339）边缘的“

”字状的夹住槽（319a、329a、339a）内而咬合，从而在注射器（311、321、331）上通过扭动结合而安装插入有空气供给控制管（315、325、335）的注射器盖（319、329、339）。

注射器盖（319、329、339）由与未图示的压缩空气供给部连接的空气供给控制管（315、325、335）和以与形成于所述注射器的上部（311a、321a、331a）的结合突起对应地扭动结合的方式形成于边缘的结合槽（319a、329a、339a）构成。

在所述结合槽（319a、329a、339a）内以扭动的方式密封结合有突出形成于所述注射器的上部（311b、321b、331b）的结合突起，由此，注射器盖（319、329、339）在相对于注射器（311、321、331）没有扭动的情况下不能够拆下。所述空气供给控制管（315、325、335）将压缩空气供给到注射器（311、321、331）内部，将在注射器内部通过加热部熔化而变成液状的支承体塑型原料向喷嘴（318、328、338）外挤压，以细丝形状推出。

另一方面，加热部（312、322、332）由中空部（312a、322a、332a）和以中空部为中心埋入并缠绕而成的加热器（312b、322b、332b）构成。所述加热器为发热线，与未图示的电源部连接，从外部对插入到加热部（312、322、332）内部的注射器（311、321、331）进行加热，从而使内置于内部的固态的高分子原料熔化。

第二实施例的细胞培养用支承体成型装置（100a）的工作如下述。

在细胞培养用支承体成型装置（100a）的作业台（10）的上部支承板（11）上设置用于使支承体成型的板。然后，将注射器盖（319、329、339）从注射器（311、321、331）拆下，之后向注射器内部将固体原料或细胞针对每个分配器选择性地投入。此时，固体原料为生物降解性高分子物质，优选使用PEG、PLGA、PCL、PLA、TCP中的任意一个。

向各个分配器的注射器内部投入固态的支承体原料（M）或细胞之后，将注射器盖（319、329、339）再次扭动结合到注射器（311、321、331）而进行安装，之后将注射器（311、321、331）插入到加热部（312、322、332）内。在加热部（312、322、332）上设置有追加的固定部件，其能够防止注射器（311、321、331）的移动。

另外，通过调节注射器（311、321、331）下部的喷嘴（318、328、338）与作业台（10）之间的间隔来调节高度，以使从喷嘴下落的熔化原料或细胞的截面成为圆形。使用安装于分配变换器（300）的作为高度调节单元的测微计（317）来调节高度，能够精密地调节高度。

之后，压缩空气通过空气供给控制管（315、325、335）而分别供给到注射器（311、321、331）内部，从而熔化的液状的支承体原料以细丝形态从喷嘴（318、328、338）挤出。另一方面，在选择性地放入细胞的分配器的情况下，细胞被挤压排出到所述支承体而形成细胞-支承体复合体。

另一方面，图15和图16是本发明的第三实施例的细胞培养用支承体成型装置（100b）的立体图和主视图。

前面所说明的本发明的优选实施例的细胞培养用支承体成型装置（100）具备一个作业台（10）和一个分配机构（200），而本发明的第三实施例的细胞培养用支承体成型装置（100b）具备彼此平行地配置的多个分配机构（210a、210b、210c）和与各个分配机构（210a、210b、210c）对应地形成的多个作业台（10）。

各个分配机构（210a、210b、210c）的结构与前面所说明的优选实施例的分配机构（200）相同，因此省略详细说明。

此时，细胞培养用支承体成型装置（100b）在X轴方向上使多个作业台（10）一体地同时移动，在Y轴方向上使所述作业台（10）与所述第一驱动部（30）一体地同时移动。

另外，第三驱动部（50）对多个分配机构（210a、210b、210c）分别单独进行驱动，或者进行同时驱动。

另一方面，图17至图21是示出本发明的第四实施例的细胞培养用支承体成型装置（100c）的结构的图。

在前面所说明的本发明的优选实施例的细胞培养用支承体成型装置（100）中，分配机构（200）在X轴和Z轴方向上移动，作业台（10）在Y轴方向上移动而使支承体成型。

相反地，在本发明的第四实施例的细胞培养用支承体成型装置（100c）中，分配机构（200）以可相对于支承工作台（3a）在X轴、Y轴、Z轴方向上移动的方式配置，作业台（10）以能够通过作业台输送单元（60）而旋转和倾斜的方式配置。

在此，旋转是指作业台（10）以垂直轴（64）为中心进行旋转，倾斜是指如图21所示，作业台（10）和旋转驱动部（65）以水平轴（68）为中心进行前后转动。

作业台输送单元（60）包括：固定在底部（2）上的支承架（61）；使作业台（10）旋转的旋转驱动部（65）；以及使作业台（10）和旋转驱动部（65）一起倾斜的倾斜驱动部（67）。

关于支承架（61），以彼此分开的方式在底部（2）上配置一对，以稳定地实现作业台（10）的旋转和倾斜的方式进行支承。在支承架（61）内部以可旋转的方式插入有倾斜驱动部（67）。

旋转驱动部（65）使作业台（10）在水平方向上旋转。旋转驱动部（65）垂直地配置在作业台（10）的下部区域。旋转驱动部（65）包括与垂直轴（64）连接而使垂直轴（64）旋转的旋转电机（62）。旋转电机（62）与垂直轴（64）连接，作业台（10）固定在垂直轴（64）上，从而作业台（10）通过旋转电机（62）的旋转而旋转。

倾斜驱动部（67）使作业台（10）以水平轴（68）为中心前后倾斜。在倾斜驱动部（67）内部具备倾斜电机（69）和传动单元（67a），该传动单元（67a）将倾斜电机（69）的驱动传递到水平轴（68）。

在此，如图6所示，倾斜驱动部（67）在倾斜时使作业台（10）和旋转驱动部（65）一起倾斜。为此，倾斜驱动部（67）通过联动部（63）而使作业台（10）和旋转驱动部（65）一起倾斜。

即，旋转驱动部（65）独立于倾斜驱动部（67）而仅使作业台（10）以垂直轴（64）为中心进行旋转，倾斜驱动部（67）以水平轴（68）为中心，使作业台（10）、联动部（63）以及旋转驱动部（65）一起倾斜。此时，支承架（61）的位置被固定，通过插入到支承架（61）的倾斜驱动部（67）的水平轴（68），联动部（63）与旋转驱动部（65）连接而一体地倾斜。

本发明的第四实施例的细胞培养用支承体成型装置（100c）具有如下优点：通过作业台的旋转和倾斜以及分配机构的三轴移动的组合，从而不受支承体的形状的限制而成型为多种形状。

特别是，能够容易地成型为侧截面为圆形的支承体。

另一方面，图22和图23是示出本发明的第五实施例的细胞培养用支承体成型装置（100d）的结构的图。

本发明的第五实施例的细胞培养用支承体成型装置（100d）包括调节作业台（10）的高度的升降杆（74）和调节杆（77），使得从喷嘴（218）排出的支承体的截面为圆形。

此时，为了托住所述作业台（10）和与升降杆（74）连接的调节杆（77）而进行支承，在作业台输送部包括托板（73）。

由此，层叠于作业板（11）上侧的液体状态的支承体借助于外部的温度而立即冷却并层叠。

此时，在作业台（10）的下部具备第一驱动部（30c）和第二驱动部（40c），在X轴方向及Y轴方向上输送作业台（10）。

另一方面，图24和图25是示出本发明的第六实施例的细胞培养用支承体成型装置（100e）的结构的图。

本发明的第六实施例的细胞培养用支承体成型装置（100e）具备向作业台（10）的一侧放射放射原液的放射部（400）。

在放射部（400）的底座（430）下端的各个角部配置有支承座（5），这样的所述支承座（5）可进行高度调节，由此能够调节所述底座（430）的水平位置。

在所述底座（430）的上表面形成有所述高度调节装置（440），所述高度调节装置（440）形成合页式结构（431），通过使附设的螺丝（432）旋转，能够一体地调节活塞控制装置（420）和放射喷嘴装置（450）的高度。

所述放射喷嘴装置（450）构成为，包括：喷射熔化的放射原液的放射喷嘴（455）；以及活塞（452），其施加压力，以使从所述放射喷嘴（455）喷射放射原液，此时，所述活塞（452）通过所述活塞控制装置（420）而前进/后退，从而能够向所述放射喷嘴（455）传递压力。

所述活塞控制装置（420）的结构与前面所说明的第一驱动部（30）等的输送单元的结构非常类似。

另一方面，虽然可以构成为简单地通过所述活塞（252）的压力而向细胞培养用支承体喷射放射原液的结构，但优选构成为如下：使得在所述放射喷嘴（455）与所述作业台（10）彼此之间带有高电压，使喷射的放射原液沿着所形成的电场而被均匀地放射。这样，在进行利用电场的电辐射的情况下，即使在所述放射喷嘴（455）的末端结有水滴，也不会发生水珠现象，反而水滴本身在带电时赋予扩散效果，从而能够实现如蜘蛛网这样的网状的放射。

并且，为了使得放射原液更有效地均匀喷射到细胞培养用支承体上而进行成型，构成为所述作业台（10）能够反复自转。即，所述作业台（10）包括转动电机（15）和与转动电机（15）连接的转动工作台（13）。此时，所述转动电机（15）构成为以一定角度为基准而反复变更旋转方向，对于所述放射喷嘴装置（455）的喷射方向，在水平面上形成垂直，使所述转动工作台（13）向所述放射喷嘴装置（450）侧反复转动。

另一方面，在该一实施例中，所述放射部（400）位于所述装置主体（1）的右侧，但当然也可以位于所述装置主体（1）的左侧，还可以位于所述装置主体（1）的正面。

在从喷嘴（455）排出熔化原料而成型为细丝时，放射部（400）反复进行如下工作：在使一层的支承体成型之后，转动所述转动工作台（13）而喷射放射原液，进行结尾处理，并通过所述第三驱动部（50）而使所述分配机构（200）垂直移动之后使其他层的支承体成型，然后又通过所述放射部（400）喷射放射原液而进行结尾处理。

以上，参照附图对本发明的技术思想进行了说明，而这是对本发明的优选实施例进行了例示说明，并不是限定本发明。显然，本领域技术人员在不脱离本发明的技术思想的范围内可进行各种变形和模仿。

Claims (21)

1.一种细胞培养用支承体成型装置，其特征在于包括：

装置主体，其由水平部和垂直部构成；

作业台，其附设于所述装置主体的水平部，使细胞培养用支承体成型；

分配机构，其配置于所述作业台的上部，并附设于所述装置主体的垂直部，具备一个以上的分配器；以及

输送单元，其使所述作业台相对于分配机构进行移动或使所述分配机构相对于所述作业台进行移动，

所述分配器包括：注射器，其从上部投入固态原料；注射器盖，其安装于所述注射器的上部，且在中心连接有空气供给控制管；喷嘴，其与所述注射器的下部结合；以及加热部，其夹住所述注射器而对注射器进行加热来使注射器内部的固态原料熔化，

随着所述分配机构或所述作业台的移动，使投入到所述分配机构的原料熔化并排出，从而使细胞培养用支承体成型。

2.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述输送单元构成为，以所述作业台和所述分配机构相对于彼此在X-Y-Z轴方向上进行相对运动的方式移动所述作业台或所述分配机构。

3.根据权利要求2所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述输送单元为了稳定地实现支承体的成型而包括：第一驱动部，其使所述分配机构在X轴方向上移动；以及第二驱动部，其使所述作业台在Y轴方向上移动。

4.根据权利要求3所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述输送单元还包括第三驱动部，该第三驱动部使所述分配机构在Z轴方向上移动，

所述第一驱动部至第三驱动部包括电机、与所述电机连接的滚珠丝杠以及与所述滚珠丝杠连接的联轴器，在所述联轴器上连接有所述作业台或所述分配机构，随着所述电机的旋转，所述作业台或所述分配机构进行移动。

5.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述作业台构成为，包括：作业板，其在上端使细胞培养用支承体成型；以及固化调节器，其位于所述作业板的下部，并安装有薄板形状的珀尔帖元件，使得能够调节所成型的细胞培养用支承体的固化速度。

6.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述分配机构还包括与所述分配器连接的高度调节单元，以对成型前的分配器的Z轴方向位置进行调节。

7.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述加热部包括插入注射器的中空部，所述加热部对插入到所述加热部的内部的注射器进行加热，所述分配器通过支承台而与所述主体连接，所述支承台包括固定所述分配器的固定部件，以防止分配器在所述支承台上晃动。

8.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述分配机构包括：多个分配器；以及以可变更所述多个分配器的位置的方式连接的分配变换器，

所述细胞培养用支承体成型装置还包括输送单元，该输送单元使所述分配变换器相对于所述作业台进行移动或使所述作业台相对于所述分配变换器进行移动。

9.根据权利要求8所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述分配变换器包括：

支承台，其支承所述多个分配器；

轴，其与所述支承台连接；以及

驱动单元，其与所述轴连接，并使所述支承台旋转，从而变更各分配器的配置位置，

在所述支承台上，所述多个分配器以所述轴为中心对称地配置。

10.根据权利要求9所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述支承台还包括分别固定分配器的多个固定部件，以防止所述分配器在所述支承台上晃动。

11.根据权利要求10所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

在所述注射器的上部突出形成有结合用突起，

所述注射器盖沿着边缘形成有与所述结合用突起对应的“”字状的夹住用槽，以与所述注射器的上部扭动结合。

12.根据权利要求8所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述输送单元构成为，以所述作业台和所述分配变换器相对于彼此在X-Y-Z轴方向上进行相对运动的方式移动所述作业台或所述分配机构，

所述输送单元为了稳定地实现支承体的成型，包括：第一驱动部，其使所述分配变换器在X轴方向上移动；第二驱动部，其使所述作业台在Y轴方向上移动；以及第三驱动部，其使所述分配变换器在Z轴方向上移动。

13.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述分配机构包括彼此平行地配置的多个分配器，

所述作业台与所述多个分配器对应地配置有多个，

所述细胞培养用支承体成型装置包括输送单元，该输送单元使所述作业台相对于所对应的各个所述分配机构进行移动或使所述分配机构相对于所对应的各个所述作业台进行移动，

随着所述分配机构或所述作业台的移动，将投入到各个所述分配机构的原料熔化而排出，从而使两个以上的细胞培养用支承体同时成型。

14.根据权利要求13所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述输送单元为了稳定地实现支承体的成型，包括：第一驱动部，其使多个所述作业台整体在X轴方向上一起进行移动；以及第二驱动部，其使所述第一驱动部和多个所述作业台整体在Y轴方向上一起进行移动。

15.根据权利要求14所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述输送单元还包括第三驱动部，该第三驱动部使多个所述分配机构整体在Z轴方向上一起进行移动或者使多个所述分配机构分别独立地在Z轴方向上进行移动，

所述第一驱动部至第三驱动部包括电机、与所述电机连接的联轴器以及与所述联轴器连接的滚珠丝杠，在所述滚珠丝杠上连接有所述作业台或所述分配机构，随着所述电机的旋转，所述作业台或所述分配机构进行移动。

16.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述细胞培养用支承体成型装置还包括作业台输送单元，该作业台输送单元使所述作业台左右旋转以及前后倾斜。

17.根据权利要求16所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述作业台输送单元包括：

一对支承架，其以所述作业台为中心彼此分开；

旋转驱动部，其与所述作业台的下部区域结合，使所述作业台以贯通所述作业台而形成的垂直轴为中心进行旋转；以及

倾斜驱动部，其横向地与所述支承架结合，使所述作业台和所述旋转驱动部一起前后倾斜。

18.根据权利要求17所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述分配部还包括：投入固态燃料的注射器；加热部，其配置在所述注射器的外侧，对所述固态燃料进行加热；以及喷嘴，其与所述注射器的下部结合，将通过所述加热部进行加热而熔化的燃料向所述作业台排出，

所述喷嘴被垂直地形成或弯曲形成。

19.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述细胞培养用支承体成型装置还包括调节杆，该调节杆与设置在所述作业台的下侧的升降杆连接，用于调节所述作业台的高度，能够使得从所述排出喷嘴下落的液体状态的粘结剂的截面成为圆形。

20.根据权利要求1所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述细胞培养用支承体成型装置还包括：

输送单元，其使所述作业台相对于分配机构进行移动或使所述分配机构相对于所述作业台进行移动；以及

放射部，其配置在所述装置主体的一侧面或前表面，将放射原液从所述作业台的上部向成型中的细胞培养用支承体放射，

所述放射部包括：附设在底座的高度调节装置；附设在所述高度调节装置的上端的活塞控制装置；以及安装有能够通过所述活塞控制装置而进行前进/后退的活塞的放射喷嘴装置。

21.根据权利要求20所述的细胞培养用支承体成型装置，其特征在于，

所述活塞控制装置包括电机、与所述电机连接的滚珠丝杠、与所述滚珠丝杠连接的联轴器以及与所述联轴器连接的活塞输送台，

所述活塞输送台与所述放射喷嘴装置的活塞连接，随着所述电机的旋转，所述活塞前后移动。

Images