KR100649126B1 - Micropump using muscle cell and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR100649126B1
KR100649126B1 KR1020060000097A KR20060000097A KR100649126B1 KR 100649126 B1 KR100649126 B1 KR 100649126B1 KR 1020060000097 A KR1020060000097 A KR 1020060000097A KR 20060000097 A KR20060000097 A KR 20060000097A KR 100649126 B1 KR100649126 B1 KR 100649126B1
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muscle cells
pumping member
membrane
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transfer member
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박석호
김진석
박정렬
김병규
이정훈
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한국과학기술연구원
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Abstract

A micropump using a muscle cell and a method for manufacturing the same micropump are provided to transfer the subject without an external power source, prevent damage of the subject caused by its overheating or electrical effects, and regulate the transfer amount of the subject by regulating electrical or chemical stimulation to the muscle cell. The method for manufacturing the micropump by using the muscle cell comprises the steps of: preparing the pumping member containing a hole in the center, and a flexible membrane in the upper part of the hole; preparing the transfer member containing a groove in the bottom by polymer; sealing the groove formed in the bottom of the transfer member by the pumping member to form the passage of the subject, and combining the pumping member to the bottom of the transfer member such that the flexible membrane of the pumping member is located in the center of the groove in the transfer member; and culturing the muscle cell in the bottom of the flexible membrane, wherein the polymer is PDMS(polydimethylsiloxane).

Description

근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 및 그 제조 방법 {Micropump using Muscle Cell and Method of Manufacturing the same}Micropump using Muscle Cell and Method of Manufacturing the same

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 펌프를 제작하는 과정을 나타내는 흐름도이고,1 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a micro pump according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 펌핑 부재를 제작하는 과정을 나타내는 흐름도이고,2 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a pumping member;

도 3은 이송 부재를 제작하는 과정을 나타내는 흐름도이고,3 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a transfer member;

도 4 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펌핑 부재를 제작하는 각 단계를 나타내는 도면이고,4 to 6 is a view showing each step of manufacturing a pumping member according to a preferred embodiment of the present invention,

도 7 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송 부재를 제작하는 각 단계를 나타내는 도면이고,7 to 9 is a view showing each step of manufacturing the transfer member according to a preferred embodiment of the present invention,

도 10은 이송 부재와 펌핑 부재가 결합된 상태를 나타내는 개략도이고,10 is a schematic view showing a state in which a transfer member and a pumping member are coupled;

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 마이크로 펌프의 사시도이고,11 is a perspective view of a micro pump according to a preferred embodiment of the present invention,

도 12는 도 11에서 이송 부재와 펌핑 부재가 분리된 상태를 나타내는 분해도이고,12 is an exploded view illustrating a state in which the transfer member and the pumping member are separated from each other in FIG. 11;

도 13A는 도 11의 ⅩⅢ-ⅩⅢ' 선에 따른 단면도로서, 막이 하부로 처져있는 상태를 나타내며, FIG. 13A is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII 'of FIG. 11, illustrating a state where the film sags downward;

도 13B는 도 11의 ⅩⅢ-ⅩⅢ' 선에 따른 단면도로서, 막이 상부로 올라가 있는 상태를 나타낸다. FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII 'of FIG. 11, showing a state where the film is raised upward.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10...펌핑 부재 19...중공부10 Pumping element 19 Hollow part

20...이송 부재 30...노즐부20 Feed member 30 Nozzle part

32...챔버부 34...디퓨져부32 ... chamber section 34 ... diffuser section

40...투입로 42...배출로40 ... injection 42 ... in exhaust

50...근육 세포50 ... Muscle Cells

본 발명은 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 동력원을 구비하지 않고도 효율적으로 대상물을 전달할 수 있는 마이크로 펌프 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a micropump using muscle cells and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a micropump and a method for manufacturing the same, which can efficiently deliver an object without having a separate power source.

마이크로 펌프는 근래에 각광받고 있는 마이크로-나노(micro-nano) 공학의 결과물로서 마이크로 미터 단위의 매우 작은 크기를 갖도록 함으로써, 통상적으로 유체와 같은 대상물을 안전하게 전달하는 역할을 하게 된다. 즉, 상기 마이크로 펌프는 마이크로 플루이딕 칩(micro fluidic chip)상에서 구현되어 일반적으로 유체 대상물을 이송시키는데 사용된다. Micro-pumps have a very small size in micrometers as a result of the recent micro-nano engineering, which typically serves to safely deliver objects such as fluids. That is, the micropump is implemented on a micro fluidic chip and is generally used to transport fluid objects.

그런데, 종래의 마이크로 펌프는 정전압, 전자기, 공압, 피에조(piezo) 엑츄에이터나 열변형 구동기 등에 의해 구동되며, 이러한 구동을 위해 별도의 동력원을 반드시 필요로 한다. By the way, the conventional micropump is driven by a constant voltage, electromagnetic, pneumatic, piezo actuators, heat deformation actuators, etc., and requires a separate power source for such driving.

이러한 별도의 동력원을 사용하는 경우, 마이크로 플루이딕 칩 상에서 이송하고자 하는 유체 대상물을 오버히팅(overheating) 시키거나 전기적인 영향을 주어 대상물 중에 포함될 수 있는 세포 등에 좋지 않은 영향을 줄 수 있을 뿐만 아니라 심각한 경우에는 이러한 세포를 사멸시키는 문제점도 수반한다. In the case of using such a separate power source, the fluid object to be transported on the microfluidic chip may be overheated or electrically influenced to adversely affect the cells which may be included in the object. It also involves the problem of killing these cells.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 개발된 것으로서, 종래의 마이크로 펌프에서 나타날 수 있는 문제점인 대상물의 오버히팅이나 전기적인 영향을 방지하면서 효율적으로 대상물을 전달할 수 있는 마이크로 펌프 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the above-mentioned conventional problems, and the micropump and the manufacture thereof which can efficiently deliver the object while preventing the overheating or electrical influence of the object which is a problem that can occur in the conventional micropump. It is an object to provide a method.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 중앙부에 중공이 형성되며, 상기 중공의 상부에 플렉서블한 막을 포함하는 펌핑 부재를 제작하는 단계와, 폴리머에 의해, 그 하면에 홈이 형성되는 이송 부재를 제작하는 단계와, 상기 펌핑 부재에 의해 상기 이송 부재의 하부에 형성된 홈을 밀폐하여 대상물이 이동하는 통로를 형성하며, 상 기 펌핑 부재의 막이 상기 이송 부재의 홈의 중앙부에 위치하도록, 상기 이송 부재의 하부에 상기 펌핑 부재를 결합하는 단계와, 상기 막의 하부에 근육 세포를 배양하는 단계를 포함하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above, the hollow is formed in the center, the step of manufacturing a pumping member comprising a flexible membrane on the upper portion of the hollow, and by the polymer, to produce a conveying member is formed in the lower surface And closing the groove formed in the lower portion of the conveying member by the pumping member to form a passage through which the object moves, wherein the membrane of the pumping member is located at the center of the groove of the conveying member. It is achieved by a micro-pump manufacturing method using the muscle cells comprising the step of coupling the pumping member to, and culturing the muscle cells in the lower portion of the membrane.

여기서, 상기 펌핑 부재를 제작하는 단계는 실리콘 웨이퍼 양면에 Si3N4를 증착하는 단계와, 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 포토레지스터를 도포하여 소정시간동안 프리베이크(prebake)하는 단계와, 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼 하면을 자외선에 소정시간동안 노출시키고, 현상하는 단계와, 상기 실리콘 웨이퍼 하면을 에칭하여 상기 실리콘 웨이퍼에 중공을 형성시키는 단계와, 상기 포토레지스터를 제거하는 단계와, 상기 중공부의 상부에서 막을 형성하도록 상기 실리콘 웨이퍼 상면에 PDMS를 도포하는 단계와, 상기 실리콘 웨이퍼 하면의 Si3N4를 제거하고, 크롬/금을 증착하는 단계를 포함할 수 있다. The manufacturing of the pumping member may include depositing Si 3 N 4 on both sides of a silicon wafer, applying a photoresist to a bottom surface of the silicon wafer, and prebake the film for a predetermined time; Exposing the bottom surface of the silicon wafer coated with silicon to ultraviolet light for a predetermined time and developing the same; etching the bottom surface of the silicon wafer to form a hollow in the silicon wafer; removing the photoresist; And applying PDMS to the upper surface of the silicon wafer to form a film on the upper portion of the silicon wafer, removing Si 3 N 4 from the lower surface of the silicon wafer, and depositing chromium / gold.

또한, 상기 이송 부재를 제작하는 단계는 실리콘 웨이퍼 상부에 포토레지스터를 도포하고, 소정시간동안 프리베이크하는 단계와, 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼를 자외선에 소정시간동안 노출시키고, 현상하여 상기 포토레지스터가 상기 홈에 대응하는 형상을 갖도록 하는 단계와, 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼에 PDMS를 도포하는 단계와, 상기 PDMS를 응고하는 단계와, 원하는 부분만 패터닝함으로써, 상기 PDMS를 상기 실리콘 웨이퍼로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다. The fabrication of the transfer member may include applying a photoresist on the silicon wafer and prebaking the silicon wafer for a predetermined time, exposing the silicon wafer coated with the photoresist to the ultraviolet ray for a predetermined time, and developing the Allowing the photoresist to have a shape corresponding to the groove, applying the PDMS to the silicon wafer to which the photoresist is applied, solidifying the PDMS, and patterning only the desired portion to thereby form the PDMS. Separating from the silicon wafer.

한편, 상기 펌핑 부재와 이송 부재를 결합하는 단계는 상기 이송 부재의 하부에 형성된 상기 홈이 상기 펌핑 부재에 의해 밀폐되며, 상기 펌핑 부재의 중공부 상부가 상기 이송 부재의 홈의 중앙에 위치하도록 상기 이송 부재와 펌핑 부재를 정열하는 단계와, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 이송 부재와 펌핑 부재를 결합하는 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, the step of coupling the pumping member and the conveying member is the groove formed in the lower portion of the conveying member is sealed by the pumping member, the hollow portion of the pumping member is located in the center of the groove of the conveying member And arranging a transfer member and a pumping member, and coupling the transfer member and the pumping member using an oxygen plasma.

본 발명의 마이크로 펌프 제조 방법에서, 상기 펌핑 부재의 막에 근육 세포를 배양하는 단계는 상기 결합된 펌핑 부재의 막의 하부에 근육 세포가 결합되도록 SAM(Self Assembly Monolayer)처리를 하는 단계와, 근육 세포를 상기 SAM 처리된 막의 하부에 결합하는 단계를 포함할 수 있다. In the micro-pump manufacturing method of the present invention, the step of culturing the muscle cells on the membrane of the pumping member is subjected to a SAM (Self Assembly Monolayer) treatment so that the muscle cells are coupled to the lower portion of the membrane of the pumping member, muscle cells May be coupled to the bottom of the SAM treated membrane.

여기서, 상기 근육 세포를 상기 SAM 처리된 막의 하부에 결합하는 단계는 외부에서 배양된 근육 세포를 상기 막의 하부에 이식하는 것이 아니라, 상기 결합된 이송 부재와 펌핑 부재를 세포 배양용액에 담근 상태에서 상기 근육 세포를 상기 결합된 펌핑 부재의 막에 결합시키고 배양시킨 후, 상기 결합된 이송 부재와 펌핑 부재를 상기 세포 배양용액으로부터 꺼내는 것을 특징으로 한다. Here, the step of binding the muscle cells to the lower portion of the SAM-treated membrane is not implanted with the externally cultured muscle cells in the lower portion of the membrane, but in the state of immersing the combined transfer member and the pumping member in the cell culture solution After the muscle cells are bound to the membrane of the combined pumping member and incubated, the combined transport member and the pumping member are removed from the cell culture solution.

본 발명의 제조 방법에서, 상기 근육 세포를 상기 SAM 처리된 막 상부에 결합하는 단계는 세포 배양용 용기에 상기 결합된 이송 부재와 펌핑 부재를 배치하는 단계와, 세포 배양 용액으로 채워진 세포 배양용 용기 내에서 상기 펌핑 부재의 막에 상기 근육 세포를 결합시킨 후, 배양시키는 단계와, 근육 세포 배양 후 세척하는 단계를 포함할 수 있다. In the manufacturing method of the present invention, the step of combining the muscle cells on the SAM-treated membrane, the step of disposing the combined transfer member and the pumping member in a cell culture vessel, and a cell culture vessel filled with a cell culture solution Incorporating the muscle cells to the membrane of the pumping member within, and culturing, and may comprise the step of washing after culturing the muscle cells.

한편, 상기 펌핑 부재의 막에 상기 근육 세포를 결합시킨 후, 배양시키는 단 계는 상기 세포 배양액 용기에 임의로 투입된 상기 근육 세포가 상기 근육 세포와 친화적인 파이브로넥틴이 코팅된 상기 펌핑 부재의 막에 결합될 수 있다. On the other hand, the step of culturing the muscle cells to the membrane of the pumping member, and the step of culturing is the membrane of the pumping member coated with the fibronectin that the muscle cells optionally added to the cell culture vessel container and the muscle cells Can be combined.

본 발명에서 상기 세포 배양 용액은 포도당(glucose)으로 이루어질 수 있다. The cell culture solution in the present invention may be made of glucose (glucose).

한편, 본 발명에 의한 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프에서, 상기 이송 부재의 하부에 형성되는 홈은 대상물이 투입되는 투입로에 연결되는 노즐부와, 상기 노즐부에 연결되며 투입된 대상물이 모이게 되는 챔버부와, 상기 챔버부에서 이동된 대상물이 배출되는 배출로와 연결되는 디퓨져부를 포함할 수 있다. On the other hand, in the micro-pump using the muscle cells according to the present invention, the groove formed in the lower portion of the conveying member is a nozzle portion connected to the input path into which the object is injected, the chamber portion connected to the nozzle unit and the injected object is collected And, it may include a diffuser portion connected to the discharge path for discharging the object moved from the chamber portion.

여기서, 상기 펌핑 부재는 상기 이송 부재의 하부에 결합되어 상기 노즐부, 챔버부 및 디퓨져부를 밀폐하여 대상물의 통로를 형성하며, 상기 펌핑 부재의 상부에 형성된 상기 막은 상기 이송 부재의 챔버부의 중앙에 위치하여, 상기 막의 하부에 결합된 상기 근육 세포의 수축 또는 이완 운동에 의해 상기 막이 플렉서블하게 상하로 움직여서, 상기 챔버부의 체적 변화에 의해 생기는 압력 변화에 의해 대상물을 이동시키는 것을 특징으로 한다. Here, the pumping member is coupled to the lower portion of the transfer member to seal the nozzle portion, the chamber portion and the diffuser portion to form a passage of the object, wherein the membrane formed on the pumping member is located in the center of the chamber portion of the transfer member Thus, the membrane is moved up and down flexibly by contraction or relaxation of the muscle cells coupled to the lower part of the membrane, thereby moving the object by the pressure change caused by the volume change of the chamber portion.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 먼저, 본 발명에 의한 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프의 제조 방법에 대해서 설명하고, 이어서, 상기 방법에 의해 제작된 마이크로 펌프에 의해 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. First, the manufacturing method of the micropump using the muscle cell by this invention is demonstrated, and then, the micropump produced by the said method is demonstrated.

도 1은 본 발명에 따른 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a micropump using muscle cells according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 마이크로 펌프 제조 방법은 크게, 중앙 부에 중공이 형성되며, 상기 중공의 상부에 플렉서블한 막을 포함하는 펌핑 부재를 제작하는 단계(S110)와, 폴리머에 의해, 그 하면에 홈이 형성되는 이송 부재를 제작하는 단계(S130)와, 상기 펌핑 부재에 의해 상기 이송 부재의 하부에 형성된 홈을 밀폐하여 대상물이 이동하는 통로를 형성하도록, 상기 이송 부재의 하부에 상기 펌핑 부재를 결합하는 단계(S150)와, 상기 막의 하부에 근육 세포를 배양하는 단계(S170)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the method for manufacturing a micropump according to the present invention includes a step of forming a pumping member including a flexible membrane formed on a central portion of the hollow and a flexible upper portion (S110) and by a polymer. In step (S130) of manufacturing a conveying member is formed in the lower surface of the lower surface, and the groove formed in the lower portion of the conveying member by the pumping member to form a passage for moving the object, the lower portion of the conveying member Coupling the pumping member (S150) and culturing the muscle cells in the lower portion of the membrane (S170).

이하, 도면을 참조하여 각 단계를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each step will be described in detail with reference to the drawings.

작업자는 우선 펌핑 부재(10)를 제작하게 된다(S110). 도 2는 펌핑 부재를 제작하는 과정을 나타내는 흐름도이다. 펌핑 부재를 제작하는 과정은 실리콘 웨이퍼 양면에 Si3N4를 증착하는 단계(S210)와, 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 포토레지스터를 도포하여 소정시간동안 프리베이크(prebake)하는 단계(S220)와, 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼 하면을 자외선에 소정시간동안 노출시키고, 현상하는 단계(S230)와, 상기 실리콘 웨이퍼 하면을 에칭하여 상기 실리콘 웨이퍼에 중공을 형성시키는 단계(S240)와, 상기 포토레지스터를 제거하는 단계(S250)와, 상기 중공부의 상부에서 막을 형성하도록 상기 실리콘 웨이퍼 상면에 PDMS를 도포하는 단계(S260)와, 상기 실리콘 웨이퍼 하면의 Si3N4를 제거하고, 크롬/금을 증착하는 단계(S270)를 포함한다. The worker first produces the pumping member 10 (S110). 2 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a pumping member. The process of fabricating the pumping member may include depositing Si 3 N 4 on both sides of the silicon wafer (S210), applying a photoresist to the bottom surface of the silicon wafer, and prebake for a predetermined time (S220); Exposing the bottom surface of the silicon wafer coated with the photoresist to ultraviolet light for a predetermined time (S230), etching the bottom surface of the silicon wafer to form a hollow in the silicon wafer (S240), and the photo Removing the resist (S250), applying PDMS to the upper surface of the silicon wafer to form a film on the upper portion of the hollow (S260), removing Si 3 N 4 on the lower surface of the silicon wafer, and removing chromium / gold. Deposition step (S270).

도 4 내지 도 6은 상기 펌핑 부재(10)를 제작하는 각 단계를 나타내는 도면이다. 작업자는 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 펌핑 부재(10)의 몸체를 형성하는 실리콘 웨이퍼(12)의 상하 양면에 Si3N4(14)를 증착한다(S210). 이 경우, 후술하는 중공부(19)를 형성하는 하부의 소정 영역(16)에는 Si3N4(14)를 증착하지 않는다. 4 to 6 are diagrams illustrating each step of manufacturing the pumping member 10. As shown in FIG. 4, the operator first deposits Si 3 N 4 14 on both upper and lower surfaces of the silicon wafer 12 forming the body of the pumping member 10 (S210). In this case, Si 3 N 4 (14) is not deposited in the lower predetermined region 16 forming the hollow portion 19 described later.

실리콘 웨이퍼(12)의 상하면에 Si3N4(14)를 증착한 다음, 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 작업자는 실리콘 웨이퍼(12)의 하면에 포토 레지스터를 도포하고, 소정시간동안 프리 베이크(prebake)한다(S220). 이어서, 상기 포토레지스터가 도포된 실리콘 웨이퍼(12)를 자외선에 노출시켜 현상하게 된다(S230). After depositing Si 3 N 4 14 on the upper and lower surfaces of the silicon wafer 12, the operator applies a photoresist to the lower surface of the silicon wafer 12 and prebake for a predetermined time, although not shown in the drawing. (S220). Subsequently, the silicon wafer 12 coated with the photoresist is developed by exposing to ultraviolet rays (S230).

실리콘 웨이퍼(12)를 현상한 다음, 작업자는 실리콘 웨이퍼(12)의 하면을 에칭하여 도 5에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(12)에 중공(19)을 형성시킨다(S240). 이러한 에칭 과정을 통하여 작업자는 실리콘 웨이퍼(12)의 하면에 원하는 형상을 형성하는 것이 가능하다. 후속하여, 실리콘 웨이퍼(12)의 하면에 도포된 포토 레지스터(미도시)를 제거하고(S250), 실리콘 웨이퍼(12)의 상부에 PDMS(PolydiMethylsiloxane)(15)를 도포한다(S260). After developing the silicon wafer 12, the worker etches the bottom surface of the silicon wafer 12 to form a hollow 19 in the silicon wafer 12, as shown in FIG. 5 (S240). Through this etching process, the operator can form a desired shape on the lower surface of the silicon wafer 12. Subsequently, the photoresist (not shown) applied to the lower surface of the silicon wafer 12 is removed (S250), and PDMS (PolydiMethylsiloxane) 15 is coated on the silicon wafer 12 (S260).

PDMS(15)를 도포한 다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(12)의 하면에서 Si3N4(14)를 제거하고, 크롬/금(Cr/Au)(18)을 증착하게 된다(S270). 따라서, 중공부(19)의 상부에 위치하는 PDMS(11) 부분이 본 발명에서 플렉서블(flexible)하게 상하로 이동하는 막을 형성하게 된다. After applying PDMS 15, remove Si 3 N 4 (14) from the bottom surface of silicon wafer 12 and deposit chromium / gold (Cr / Au) 18, as shown in FIG. (S270). Therefore, the PDMS 11 portion located above the hollow portion 19 forms a film that moves up and down in a flexible manner in the present invention.

한편, 막을 형성하는 PDMS(11) 부분에는 이후에 결합될 근육 세포와의 결합력을 더하기 위해, 후술하는 바와 같이 파이브로넥틴을 코팅하게 된다. 이러한 파이브로넥틴을 코팅하는 방법은 다양한 것들이 있는데, 예를 들어, PDMS(11)로 이루 어진 막의 하부에 O2 플라즈마를 이용하여, OH기를 형성한 후에 파이브로넥틴을 코팅하는 방법이 있다. On the other hand, the PDMS (11) forming the membrane portion is coated with a fibronectin as described later, in order to add a binding force with the muscle cells to be subsequently bonded. There are various methods for coating such fibronectin. For example, there is a method of coating fibronectin after forming an OH group by using an O 2 plasma at the bottom of the film composed of PDMS 11.

펌핑 부재(10)를 제작한 다음, 작업자는 이송 부재(20)를 제작하게 된다(S130).After manufacturing the pumping member 10, the worker is to produce a transfer member 20 (S130).

도 3은 이송 부재(20)를 제작하는 과정을 나타내는 흐름도이다. 이송 부재(20)를 제작하는 과정은, 실리콘 웨이퍼 상부에 포토레지스터를 도포하고, 소정시간동안 프리베이크하는 단계(S310)와, 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼를 자외선에 소정시간동안 노출시키고, 현상하여 상기 포토레지스터가 상기 홈에 대응하는 형상을 갖도록 하는 단계(S330)와, 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼에 PDMS를 도포하는 단계(S350)와, 상기 PDMS를 응고하는 단계(S370)와, 원하는 부분만 패터닝함으로써, 상기 PDMS를 상기 실리콘 웨이퍼로부터 분리하는 단계(S390)를 포함한다. 3 is a flowchart illustrating a process of manufacturing the transfer member 20. The process of fabricating the transfer member 20 includes applying a photoresist on the silicon wafer, prebaking for a predetermined time (S310), and exposing the silicon wafer coated with the photoresist to the ultraviolet ray for a predetermined time. And developing the photoresist to have a shape corresponding to the groove (S330), applying PDMS to the silicon wafer to which the photoresist is applied (S350), and solidifying the PDMS (S370). ) And separating the PDMS from the silicon wafer by patterning only a desired portion (S390).

이러한 이송 부재(20)를 제작하는 단계는 각각 도 7 내지 도 9에 도시된다. 먼저, 작업자는 도 7에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(22) 상부에 포토 레지스터(24)를 도포하고, 프리 베이크한다(S310). 이어서, 전술한 바와 같이, 포토 레지스터(24)가 도포된 실리콘 웨이퍼(22)를 자외선에 소정시간 동안 노출시키고 현상하여, 포토 레지스터(24)가 후술하는 홈(26)에 대응하는 형상을 갖도록 한다(S330). Steps for manufacturing such a transfer member 20 are shown in Figs. First, as shown in FIG. 7, the operator applies the photoresist 24 on the silicon wafer 22 and pre-bakes it (S310). Subsequently, as described above, the silicon wafer 22 coated with the photoresist 24 is exposed to ultraviolet light for a predetermined time, and developed so that the photoresist 24 has a shape corresponding to the groove 26 described later. (S330).

이어서, 작업자는 도 7에 도시된 바와 같이, 포토 레지스터(24)가 도포된 실리콘 웨이퍼(22) 상부에 PDMS(26)를 도포하고(S350), 응고시킴(S370)으로써 응고된 PDMS(26)의 하부에 포토 레지스터(24)에 대응하는 홈(27)이 형성되도록 한다. 작업자는 이러한 과정을 통하여 이송 부재(20)의 몸체를 형성하는 PDMS(26)의 하부에 원하는 형상의 홈(27)을 형성할 수 있게 되며, PDMS(26)의 하부에 형성되는 홈(27)이 후술하는 대상물이 이동하는 통로를 형성하게 된다. Subsequently, the operator applies the PDMS 26 on the silicon wafer 22 to which the photoresist 24 is applied (S350) and solidifies (S370) the solidified PDMS 26, as shown in FIG. The groove 27 corresponding to the photoresist 24 is formed at the lower portion of the photoresist 24. Through this process, the operator can form a groove 27 having a desired shape in the lower portion of the PDMS 26 forming the body of the transfer member 20, and the groove 27 formed in the lower portion of the PDMS 26. The passage | movement which this object mentioned later moves is formed.

PDMS(26)를 응고시킨 다음, 작업자는 원하는 부분만 패터닝함으로써, 도 9에 도시된 바와 같이, PDMS(26)를 실리콘 웨이퍼(22)로부터 분리(S390)하여 이송 부재(20)를 완성하게 된다. After solidifying the PDMS 26, the operator patterns only the desired portion, thereby separating the PDMS 26 from the silicon wafer 22 (S390) to complete the transfer member 20, as shown in FIG. 9. .

도 10은, 작업자가 펌핑 부재(10)와 이송 부재(20)를 완성한 다음, 서로 결합하는 단계(S150)를 나타낸다. FIG. 10 illustrates a step S150 in which an operator completes the pumping member 10 and the transfer member 20 and then combines them with each other.

도 10을 참조하면, 작업자는 우선, 이송 부재(20)의 하부에 형성된 홈(27)이 펌핑 부재(10)에 의해 밀폐될 수 있도록 이송 부재(20)와 펌핑 부재(10)를 정열한다. 또한, 펌핑 부재(10)의 막, 즉 중공부(19)의 상부에 위치하는 PDMS(11) 부분이 이송 부재(20)의 홈(27)의 중앙부에 위치하도록 정열한다. 이와 같이 정열을 하는 경우, 이송 부재(20)와 펌핑 부재(10)를 정열하기 위해, 도면에 도시되지 않은 별도의 정열 장치가 사용될 수 있다. 이러한 정열 장치는 이미 다수가 공지되어 있으므로 자세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 10, the operator first aligns the transfer member 20 and the pumping member 10 so that the groove 27 formed in the lower portion of the transfer member 20 may be sealed by the pumping member 10. In addition, the membrane of the pumping member 10, that is, the PDMS 11 portion located above the hollow portion 19 is aligned so as to be located at the center of the groove 27 of the transfer member 20. In this case, in order to align the transfer member 20 and the pumping member 10, a separate alignment device not shown in the drawing may be used. Since many of such alignment devices are already known, detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 이송 부재(20)와 펌핑 부재(10)를 정열한 다음, 산소 플라즈마(미도시)를 이용하여 이송 부재(20)와 펌핑 부재(20)를 서로 결합한다. 결합된 이송 부재(20)와 펌핑 부재(10)의 사이에는 이송 부재(20)의 하부에 형성된 홈(27)에 의해 대상물이 이동하는 통로가 형성된다. As such, the transfer member 20 and the pumping member 10 are aligned, and then the transfer member 20 and the pumping member 20 are coupled to each other using an oxygen plasma (not shown). Between the coupled transfer member 20 and the pumping member 10, a passage through which an object moves is formed by a groove 27 formed in the lower portion of the transfer member 20.

이송 부재(20)와 펌핑 부재(10)를 결합한 다음, 작업자는 펌핑 부재(10)의 막, 구체적으로 펌핑 부재(10)의 중공부(19)의 상부에 위치하는 PDMS(11)의 하부에 근육 세포를 배양하게 된다(S170)). After coupling the transfer member 20 and the pumping member 10, the worker is placed at the bottom of the PDMS 11, which is located above the membrane of the pumping member 10, in particular the hollow 19 of the pumping member 10. Muscle cells are cultured (S170).

펌핑 부재(10)에 근육 세포를 배양하는 단계는, 상기 막의 하부, 즉 펌핑 부재(10)의 중공부(19)의 상부에 위치하는 PDMS(11)의 하부에 근육 세포가 결합되도록 SAM(Self Assembly Monolayer)처리(17)를 한 다음, SAM 처리를 한 PDMS(11)의 하부에 근육세포를 결합시키게 된다. The step of culturing the muscle cells in the pumping member 10, SAM (Self) so that the muscle cells are coupled to the lower portion of the membrane, that is, the lower portion of the PDMS (11) located in the upper portion of the hollow portion 19 of the pumping member 10 After the assembly monolayer (17) treatment (17), the muscle cells are coupled to the lower portion of the PDMS (11) subjected to SAM treatment.

구체적으로, PDMS(11)의 하부에 근육 세포를 결합시키는 단계는, 세포 배양액 용기에 결합된 이송 부재(20)와 펌핑 부재(10)를 배치하는 단계와, 결합된 이송 부재(20)와 펌핑 부재(10)에 근육 세포를 결합시키는 단계와, 및 근육 세포 배양 후 세척하는 단계로 구성된다. Specifically, the step of binding the muscle cells to the lower portion of the PDMS (11), the step of disposing the transfer member 20 and the pumping member 10 coupled to the cell culture vessel, and the pumped transfer member 20 and coupled Binding the muscle cells to the member 10, and washing the muscle cells after culturing.

세포 배양액 용기에 PDMS로 제조된 상기 이송 부재 및 펌핑 부재만을 넣어두고 근육 세포를 배양하는 경우에는, 상기 근육 세포를 펌핑 부재 중 원하는 영역에만 결합시키는 것이 어려워질 수 있는 우려가 있다. 따라서, 상기와 같은 우려를 해소하고자, 즉 펌핑 부재의 막을 형성하는 PDMS의 하부에만 상기 근육 세포가 결합하도록 하고자, 상기 펌핑 부재의 막을 형성하는 PDMS의 하부에는 파이브로넥틱을 코팅한다. 상기 근육 세포는 파이브로넥틴과 같은 세포체외곽 물질이 코팅되어 있지 않은 PDMS 자체에는 쉽게 결합하지 않는 성질을 갖는다. When culturing muscle cells with only the transfer member and pumping member made of PDMS in a cell culture container, there is a concern that it may be difficult to bind the muscle cells only to a desired region of the pumping member. Therefore, in order to alleviate the above concerns, that is, to allow the muscle cells to bind only to the lower portion of the PDMS forming the membrane of the pumping member, the fibronectic is coated on the lower portion of the PDMS forming the membrane of the pumping member. The muscle cells have a property of not readily binding to PDMS itself which is not coated with an extracellular substance such as fibronectin.

이후, 상기 결합된 이송 부재 및 펌핑 부재가 배치된 세포 배양액 용기를 포도당(glucose)을 포함하는 세포 배양 용액으로 채우며, 원하는 근육 세포를 상기 세포 배양액 용기로 투입함으로써, 상기 이송 부재의 막을 형성하는 PDMS(11)의 하부에 상기 근육 세포가 결합하는 과정을 거친다. 이 경우, 상기 막을 형성하는 PDMS(11)의 하부에는 상기 근육 세포와 잘 결합하도록 파이브로넥틱이 코팅되어 있으므로, 파이브로넥틴이 코팅된 상기 부위에만 상기 근육 세포가 결합된다. Thereafter, the cell culture solution container in which the combined transport member and the pumping member are disposed is filled with a cell culture solution containing glucose, and the desired muscle cells are introduced into the cell culture container to form a membrane of the transport member. The lower part of the (11) is subjected to the process of binding the muscle cells. In this case, since the fibronectic is coated on the lower portion of the PDMS 11 forming the membrane to bind well with the muscle cells, the muscle cells are bound only to the site where the fibronectin is coated.

상기 근육 세포가 상기 막을 형성하는 PDMS(11)의 하부에 결합된 후에는, 상기 근육 세포를 배양시키고, 세척을 하게 된다. 상기 근육 세포는 배양되는 과정에서 상기 배양 용액 내의 포도당을 에너지원으로 하여 배양된다. 상기 근육 세포의 배양이 완성된 후에는, HBSS(Hanks' Balanced Salt Solution) 세척 솔루션을 이용하여, 상기 결합된 이송 부재 및 펌핑 부재를 세척함으로써, 파이브로넥틴이 코팅되어 있는 PDMS(11)에만 근육 세포가 결합되어 있도록 한다.After the muscle cells are bound to the lower part of the PDMS 11 forming the membrane, the muscle cells are cultured and washed. The muscle cells are cultured using glucose in the culture solution as an energy source during the culture. After the culture of the muscle cells is completed, by using the Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS) washing solution, the combined transport member and the pumping member are washed, so that only the muscle of the PDMS 11 coated with the fibronectin is Allow cells to bind.

도 11은 전술한 과정을 거쳐 제작된 마이크로 펌프(100)를 나타내는 사시도이며, 도 12는 도 11의 분해도이다. FIG. 11 is a perspective view illustrating the micropump 100 manufactured through the above-described process, and FIG. 12 is an exploded view of FIG. 11.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명에 의한 마이크로 펌프(100)는 전술한 바와 같이, 이송 부재(20)와 펌핑 부재(10)를 포함한다. 11 and 12, as described above, the micropump 100 includes a transfer member 20 and a pumping member 10.

이송 부재(20)의 하부에는 펌핑 부재(10)에 의해 밀폐되어 대상물의 이동 통로를 형성하는 홈(27)이 형성된다. 바람직하게 홈(27)의 양단부에는 대상물이 투입되는 투입로(40)와 대상물이 배출되는 배출로(42)가 형성된다. 투입로(40)에 의해 이송 부재(20)의 홈(27)의 내부로 대상물이 투입되고, 펌핑 부재(10)의 펌핑 작용에 의해 이동된 대상물이 배출로(42)를 통해 배출된다. The lower portion of the transfer member 20 is formed with a groove 27 which is sealed by the pumping member 10 to form a moving passage of the object. Preferably, both ends of the groove 27 are formed with an input passage 40 through which the object is input and a discharge passage 42 through which the object is discharged. The object is introduced into the groove 27 of the transfer member 20 by the input path 40, and the object moved by the pumping action of the pumping member 10 is discharged through the discharge path 42.

구체적으로, 홈(27)은 대상물이 투입되는 투입로(40)에 연결되는 노즐부 (nozzle portion)(30)와, 노즐부(30)에 연결되며 투입된 대상물이 모이게 되는 챔버부(32)와, 챔버부(34)에서 이동된 대상물이 배출로(42)를 통해 배출되는 디퓨져부(diffuser portion)(34)를 포함한다. Specifically, the groove 27 has a nozzle portion 30 connected to the input passage 40 into which the object is introduced, a chamber portion 32 connected to the nozzle part 30, and the injected object is collected. In addition, the object moved from the chamber 34 includes a diffuser portion 34 through which the discharge path 42 is discharged.

따라서, 투입로(40)롤 통해 투입된 대상물은 노즐부(30)를 통하여 챔버부(32)에 모이게 되며, 후술하는 바와 같이 펌핑 부재(10)의 구동에 의해 디퓨져부(34)를 통해 배출로(42)로 배출되어, 이동하게 된다. Therefore, the object injected through the roll 40 is collected in the chamber 32 through the nozzle unit 30, and discharged through the diffuser 34 by driving the pumping member 10 as described below. It is discharged to 42 and is moved.

한편, 펌핑 부재(10)의 중공(19) 상부에는 전술한 바와 같이, 막을 형성하는 PDMS(11)의 하부에 근육 세포(50)가 결합되어 있다. 펌핑 부재(10)는 이송 부재(20)의 하부에 결합되어, 이송 부재(20) 하부에 형성된 홈(27)을 밀폐하여, 대상물이 이동하는 통로를 형성하게 된다. 또한, 펌핑 부재(10)를 결함하는 경우, 펌핑 부재(10)의 상부에 형성된 중공부(19)가 이송 부재(20)의 챔버부(32)의 중앙에 위치하도록 한다. 따라서, 펌핑 부재(10) 상부의 막의 역할을 하는 PDMS(11)가 그 하부에 결합된 근육 세포(50)에 의해 상하로 운동을 하게 되면, 펌핑 부재(10)의 상부의 막의 역할을 하는 PDMS(11)도 상하로 운동을 하게 된다. 이러한 막의 상하 운동에 의해 이송 부재(20)의 챔버부(32)의 체적이 변하게 되고, 체적 변화에 의해 생긴 압력에 의해 챔버부(32)의 대상물이 이동되어 디퓨져부(34)로 향하게 된다. Meanwhile, as described above, the muscle cell 50 is coupled to the lower portion of the PDMS 11 forming the membrane on the hollow 19 of the pumping member 10. The pumping member 10 is coupled to the lower portion of the transfer member 20 to seal the groove 27 formed in the lower portion of the transfer member 20 to form a passage through which the object moves. In addition, when the pumping member 10 is defective, the hollow portion 19 formed on the pumping member 10 is positioned at the center of the chamber part 32 of the transfer member 20. Therefore, when the PDMS 11 serving as the membrane on the pumping member 10 moves up and down by the muscle cells 50 coupled to the lower portion thereof, the PDMS 11 serving as the membrane on the upper portion of the pumping member 10. 11 will also exercise up and down. Due to the vertical movement of the membrane, the volume of the chamber portion 32 of the transfer member 20 is changed, and the object of the chamber portion 32 is moved to the diffuser portion 34 by the pressure generated by the volume change.

도 13A 및 도 13B는 도 11의 ⅩⅢ-ⅩⅢ'선에 따른 단면도로서, 도 13A는 펌핑 부재(10) 상부의 막의 역할을 하는 PDMS(11)가 하부로 처져있는 상태를 나타내며, 도 13B는 펌핑 부재(10) 상부의 막의 역할을 하는 PDMS(11)가 상부로 올라가 있는 상태를 나타낸다. 13A and 13B are cross-sectional views taken along line XIII-XIII 'of FIG. 11, and FIG. 13A shows a state where the PDMS 11 serving as a film on the pumping member 10 is sag down, and FIG. 13B is pumped. The PDMS 11 serving as the film on the top of the member 10 is in a state of being raised upward.

도 13A에 도시된 바와 같이, 투입로(40) 및 노즐부(30)를 통해 투입된 대상물은, 펌핑 부재(10) 상부의 막의 역할을 하는 PDMS(11)가 하부로 처져있는 경우, 즉, 챔버부(32)의 체적이 최대로 커지는 경우에 챔버부(32)에 모이게 된다. 이어서, 도 13B에 도시된 바와 같이, 근육 세포(50)의 수축 운동에 의해 펌핑 부재(10) 상부의 막의 역할을 하는 PDMS(11)가 상부로 운동을 하는 경우, 즉, 챔버부(32)의 체적이 최소로 작아지는 경우, 체적 감소에 의한 압력에 의해 챔버부(32)의 대상물은 화살표를 따라 디퓨져부(34)로 이동하게 된다. 후속하여, 근육 세포(50)가 다시 이완 운동을 하여 펌핑 부재(10) 상부의 막의 역할을 하는 PDMS(11)가 하부로 운동을 하여, 챔버부(32)의 체적이 다시 도 13A와 같이 커지게 되면, 대상물이 다시 챔버부(32)의 내부로 들어오게 된다. 이와 같이, 근육 세포(50)의 반복적인 수축 및 이완 운동에 의해 펌핑 부재(10) 상부의 막의 역할을 하는 PDMS(11)가 상하로 운동을 하게 되고, 이에 의해 대상물이 이동을 하게 된다. As shown in FIG. 13A, the object introduced through the feeding path 40 and the nozzle unit 30 is a chamber in which the PDMS 11 serving as the film on the pumping member 10 is sag downward, that is, the chamber. When the volume of the part 32 is maximized, it collects in the chamber part 32. Subsequently, as shown in FIG. 13B, when the PDMS 11 serving as the membrane on the pumping member 10 moves upward by the contracting motion of the muscle cells 50, that is, the chamber part 32. When the volume of is minimized, the object of the chamber portion 32 is moved to the diffuser portion 34 along the arrow by the pressure due to the volume reduction. Subsequently, the muscle cells 50 again relax, and the PDMS 11 serving as the membrane on the pumping member 10 moves downward, so that the volume of the chamber part 32 is increased again as shown in FIG. 13A. When the object is brought back, the object enters the inside of the chamber part 32 again. As such, the PDMS 11 serving as the membrane on the pumping member 10 moves up and down by the repetitive contraction and relaxation movement of the muscle cells 50, thereby moving the object.

한편, 작업자는 이와 같은 근육 세포(50)의 수축 또는 이완 운동을 전기적인 자극 또는 화학적인 자극에 의해 조절하는 것이 가능하여, 본 발명의 마이크로 펌프에 의해 이송되는 대상물의 이송량을 조절하는 것이 가능해 진다. On the other hand, the operator can adjust the contraction or relaxation movement of the muscle cells 50 by electrical stimulation or chemical stimulation, it is possible to adjust the amount of the object to be conveyed by the micro-pump of the present invention .

상기와 같은 단계를 거쳐 제조된 마이크로 펌프는 사용하고자 하는 목적에 따라 다양한 형태로 제조될 수 있을 것이며, 인체 내에 투입된 후에는 포도당을 에너지원으로 하여 동작하므로 별도의 외부 에너지원을 필요로 하지 않는다.The micro-pump manufactured through the above steps may be manufactured in various forms according to the purpose to be used, and since the micropump is operated as glucose as an energy source, it does not need a separate external energy source.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 근육 세포를 이용한 마이크로펌프 및 그 제조 방법에 의하면, 외부의 동력원을 필요로 하지 않고, 근육 세포에 의해 구동을 하게 되므로, 종래의 마이크로 펌프에서 문제시 되었던 대상물의 오버히팅이나 전기적인 영향으로 인한 대상물의 손상을 방지할 수 있다. As described above, according to the micropump using the muscle cell and the manufacturing method thereof according to the present invention, since it is driven by the muscle cell without requiring an external power source, the object that has been a problem in the conventional micropump It can prevent the object from being damaged by overheating or electric influence.

또한, 본 발명에 의하면, 동력원으로 사용되는 근육 세포를 전기적인 자극이나 화학적인 자극에 의해 제어하여, 전달되는 대상물의 이송량을 조절할 수 있게 된다. In addition, according to the present invention, by controlling the muscle cells used as a power source by electrical stimulation or chemical stimulation, it is possible to adjust the transfer amount of the object to be delivered.

Claims (12)

중앙부에 중공이 형성되며, 상기 중공의 상부에 플렉서블한 막을 포함하는 펌핑 부재를 제작하는 단계와,A hollow is formed in the central portion, and manufacturing a pumping member comprising a flexible membrane on top of the hollow, 폴리머에 의해, 그 하면에 홈이 형성되는 이송 부재를 제작하는 단계와,Manufacturing a conveying member having a groove formed on the lower surface by a polymer, 상기 펌핑 부재에 의해 상기 이송 부재의 하부에 형성된 홈을 밀폐하여 대상물이 이동하는 통로를 형성하며, 상기 펌핑 부재의 막이 상기 이송 부재의 홈의 중앙부에 위치하도록, 상기 이송 부재의 하부에 상기 펌핑 부재를 결합하는 단계와, The pumping member seals the groove formed in the lower portion of the transfer member to form a passage through which an object moves, and the pumping member is disposed below the transfer member so that the membrane of the pumping member is positioned at the center of the groove of the transfer member. Combining with, 상기 막의 하부에 근육 세포를 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법. Micro pump manufacturing method using a muscle cell, characterized in that it comprises the step of culturing the muscle cells in the lower portion of the membrane. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 폴리머는 PDMS(PolyDiMethylsiloxane)로 이루어진 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.The polymer is a micro pump manufacturing method using muscle cells, characterized in that consisting of PDMS (PolyDiMethylsiloxane). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 펌핑 부재를 제작하는 단계는,Producing the pumping member, 실리콘 웨이퍼 양면에 Si3N4를 증착하는 단계와,Depositing Si 3 N 4 on both sides of the silicon wafer; 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 포토레지스터를 도포하여 소정시간동안 프리베이크(prebake)하는 단계와,Applying a photoresist to a lower surface of the silicon wafer to prebake for a predetermined time; 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼 하면을 자외선에 소정시간동안 노출시키고, 현상하는 단계와,Exposing the bottom surface of the silicon wafer coated with the photoresist to ultraviolet light for a predetermined time and developing the same; 상기 실리콘 웨이퍼 하면을 에칭하여 상기 실리콘 웨이퍼에 중공을 형성시키는 단계와,Etching a lower surface of the silicon wafer to form a hollow in the silicon wafer; 상기 포토레지스터를 제거하는 단계와,Removing the photoresist; 상기 중공부의 상부에서 막을 형성하도록 상기 실리콘 웨이퍼 상면에 PDMS를 도포하는 단계와,Applying PDMS to the silicon wafer to form a film on top of the hollow portion; 상기 실리콘 웨이퍼 하면의 Si3N4를 제거하고, 크롬/금을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.Removing the Si 3 N 4 on the lower surface of the silicon wafer, and depositing chromium / gold. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이송 부재를 제작하는 단계는,Producing the conveying member, 실리콘 웨이퍼 상부에 포토레지스터를 도포하고, 소정시간동안 프리베이크하는 단계와,Applying a photoresist on the silicon wafer and prebaking for a predetermined time; 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼를 자외선에 소정시간동안 노출시키고, 현상하여 상기 포토레지스터가 상기 홈에 대응하는 형상을 갖도록 하는 단계와,Exposing the silicon wafer coated with the photoresist to ultraviolet light for a predetermined time and developing the photoresist to have a shape corresponding to the groove; 상기 포토레지스터가 도포된 상기 실리콘 웨이퍼에 PDMS를 도포하는 단계와,Applying PDMS to the silicon wafer to which the photoresist is applied; 상기 PDMS를 응고하는 단계와,Solidifying the PDMS; 원하는 부분만 패터닝함으로써, 상기 PDMS를 상기 실리콘 웨이퍼로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.And separating the PDMS from the silicon wafer by patterning only a desired portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 펌핑 부재와 이송 부재를 결합하는 단계는,Coupling the pumping member and the transfer member, 상기 이송 부재의 하부에 형성된 상기 홈이 상기 펌핑 부재에 의해 밀폐되며, 상기 펌핑 부재의 중공부 상부가 상기 이송 부재의 홈의 중앙에 위치하도록 상기 이송 부재와 펌핑 부재를 정열하는 단계와,Arranging the transfer member and the pumping member such that the groove formed in the lower portion of the transfer member is sealed by the pumping member, and the upper portion of the hollow part of the pumping member is located at the center of the groove of the transfer member; 산소 플라즈마를 이용하여 상기 이송 부재와 펌핑 부재를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.A method of manufacturing a micro pump using muscle cells, comprising the step of coupling the transfer member and the pumping member using an oxygen plasma. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 펌핑 부재의 막에 근육 세포를 배양하는 단계는,Incubating the muscle cells on the membrane of the pumping member, 상기 결합된 펌핑 부재의 막의 하부에 근육 세포가 결합되도록 SAM(Self Assembly Monolayer)처리를 하는 단계와,Performing a Self Assembly Monolayer (SAM) treatment so that muscle cells are coupled to a lower portion of the membrane of the coupled pumping member; 근육 세포를 상기 SAM 처리된 막의 하부에 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.The method of manufacturing a micro-pump using muscle cells, comprising the step of binding the muscle cells to the lower part of the SAM treated membrane. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 근육 세포를 상기 SAM 처리된 막의 하부에 결합하는 단계는,Binding the muscle cells to the bottom of the SAM-treated membrane, 외부에서 배양된 근육 세포를 상기 막의 하부에 이식하는 것이 아니라, 상기 결합된 이송 부재와 펌핑 부재를 세포 배양용액에 담근 상태에서 상기 근육 세포를 상기 결합된 펌핑 부재의 막에 결합시키고 배양시킨 후, 상기 결합된 이송 부재와 펌핑 부재를 상기 세포 배양용액으로부터 꺼내는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.After grafting the muscle cells cultured from the outside to the lower part of the membrane, the muscle cells are bound to the membrane of the coupled pumping member and cultured while the combined transfer member and the pumping member are immersed in the cell culture solution. The method of manufacturing a micro pump using muscle cells, characterized in that for removing the combined transfer member and the pumping member from the cell culture solution. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 근육 세포를 상기 SAM 처리된 막 상부에 결합하는 단계는,The step of binding the muscle cells on the SAM-treated membrane, 세포 배양용 용기에 상기 결합된 이송 부재와 펌핑 부재를 배치하는 단계; 및Disposing the coupled transfer member and pumping member in a cell culture vessel; And 세포 배양 용액으로 채워진 세포 배양용 용기 내에서 상기 펌핑 부재의 막에 상기 근육 세포를 결합시킨 후, 배양시키는 단계와,Binding the muscle cells to the membrane of the pumping member in a cell culture container filled with a cell culture solution, followed by culturing; 근육 세포 배양 후 세척하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.Method for producing a micro-pump using muscle cells comprising the step of washing after culturing muscle cells. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 펌핑 부재의 막에 상기 근육 세포를 결합시킨 후, 배양시키는 단계는, After the binding of the muscle cells to the membrane of the pumping member, the step of culturing, 상기 세포 배양액 용기에 임의로 투입된 상기 근육 세포가 상기 근육 세포와 친화적인 파이브로넥틴이 코팅된 상기 펌핑 부재의 막에 결합하는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.The method of manufacturing a micro-pump using muscle cells characterized in that the muscle cells optionally added to the cell culture container binds to the membrane of the pumping member coated with fibronectin that is friendly to the muscle cells. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 세포 배양 용액은 포도당(glucose)으로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 근육 세포를 이용한 마이크로 펌프 제조 방법.The cell culture solution is a micro-pump manufacturing method using muscle cells, characterized in that filled with glucose (glucose). 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조되며, It is manufactured by the manufacturing method of any one of Claims 1-10, 상기 이송 부재의 하부에 형성되는 홈은, The groove formed in the lower portion of the transfer member, 대상물이 투입되는 투입로에 연결되는 노즐부와, A nozzle unit connected to an input path into which an object is input, 상기 노즐부에 연결되며 투입된 대상물이 모이게 되는 챔버부와, A chamber part connected to the nozzle part and collecting the injected object; 상기 챔버부에서 이동된 대상물이 배출되는 배출로와 연결되는 디퓨져부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 펌프.And a diffuser unit connected to a discharge path through which the object moved from the chamber unit is discharged. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 펌핑 부재는 상기 이송 부재의 하부에 결합되어 상기 노즐부, 챔버부 및 디퓨져부를 밀폐하여 대상물의 통로를 형성하며, The pumping member is coupled to the lower portion of the transfer member to seal the nozzle portion, the chamber portion and the diffuser to form a passage of the object, 상기 펌핑 부재의 상부에 형성된 상기 막이 상기 이송 부재의 챔버부의 중앙에 위치하여, The membrane formed on the pumping member is located in the center of the chamber of the transfer member, 상기 막의 하부에 결합된 상기 근육 세포의 수축 또는 이완 운동에 의해 상기 막이 플렉서블하게 상하로 움직여서, 상기 챔버부의 체적 변화에 의해 생기는 압력 변화에 의해 대상물을 이동시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 펌프.And the membrane is moved up and down flexibly by contraction or relaxation of the muscle cells coupled to the lower part of the membrane, thereby moving the object by a pressure change caused by the volume change of the chamber portion.
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US6589198B1 (en) 1998-01-29 2003-07-08 David Soltanpour Implantable micro-pump assembly
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