KR100788755B1 - Apparatus for controlling variation rate of freezing temperature for cryopreserving human adipose tissue and refrigerator equipped the apparatus - Google Patents
Apparatus for controlling variation rate of freezing temperature for cryopreserving human adipose tissue and refrigerator equipped the apparatus Download PDFInfo
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Abstract
Description
도1은, 본 발명의 실시예에 따른 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치가 장착된 냉장고를 나타낸 도면.1 is a view showing a refrigerator equipped with a freezing temperature change rate control apparatus for freezing and storing human adipose tissue according to an embodiment of the present invention.
도2는, 도1에 도시된 냉동온도 변화율 조절 장치를 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining a refrigeration temperature change rate control apparatus shown in FIG.
도3은, 본 발명의 실시예에 따른 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치가 장착된 냉장고에서 인체지방조직이 냉동될 시, 인체지방조직의 온도 변화에 대하여 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining the temperature change of the human adipose tissue when the human adipose tissue is frozen in the refrigerator equipped with a freezing temperature change rate control device for freezing and storing the human adipose tissue according to an embodiment of the present invention.
도4는, 본 발명의 실시예에 따른 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치가 장착된 냉장고에서, 냉동 온도 변화율 조절 장치가 냉장고에 적재되는 예를 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining an example in which a refrigerator temperature change rate adjusting device is loaded in the refrigerator in a refrigerator equipped with a freezing temperature change rate adjusting device for freezing and storing human adipose tissue according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100:냉장고100: refrigerator
110:냉동실110: freezer
200:냉동 온도 변화율 조절 장치200: frozen temperature change rate control device
211:제1팬 212:제2팬211: first fan 212: second fan
220:히터 221:제3팬220: heater 221: third fan
231:제1온도센서 232:제2온도센서231: first temperature sensor 232: second temperature sensor
240:제어부240: control unit
250:케이싱250: casing
251:본체 252:개폐부251: The body 252: The opening and shutting part
253:제1팬장착구 254:제2팬장착구253: first fan mounting holes 254: second fan mounting holes
261:제1차단막 262:제2차단막261: first barrier 262: second barrier
270:스위치270: switch
본 발명은, 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치 및 그 장치가 장착된 냉장고에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 수분 및 지방이 포함된 인체지방조직을 안전하게 냉동 보관시키기 위한 기술에 관련된 것이다.The present invention relates to a freezing temperature change rate control device for freezing and storing human adipose tissue and a refrigerator equipped with the apparatus, and more particularly, to a technique for safely freezing and storing the human adipose tissue containing water and fat. It is related.
인체조직, 생체재료, 육류, 세포 등과 같이 살아있는 동물의 신체에서 채취한 물질들은 장시간의 보관이나 운송을 위하여 냉동보관을 하게 된다. 그러나, 냉동보관을 위해 상기한 물질들을 기존 냉장고의 냉동실에 아무런 조치를 취하지 않고 넣어주게 되면 여러가지 문제점을 발생시키게 되는데, 이러한 문제점에 대하여 설명하면 다음과 같다.Substances collected from living animal bodies such as human tissues, biomaterials, meat, and cells are stored frozen for long-term storage or transportation. However, when the above-mentioned materials are put into the freezer of the existing refrigerator without any action for freezing storage, various problems are generated. This problem is described below.
상기한 냉각 대상물들은 수분을 포함하고 있다. 즉, 수분은 0℃(수분의 빙결점) 부근에서 결정을 이루기 시작하는데, 이때, 결정을 형성하는 단계에서는 수분만이 분리되어 서로 응집하므로 주변에 상대적으로 높은 삼투압을 유발시키게 되며, 결정이 성장하면서 잠열(潛熱)을 방출하게 된다. 즉 이러한 상태에서 온도 강하율이 크면(냉동실 내부의 온도가 크게 낮은 상태), 잠열이 방출되기 용이하기 때문에, 수분의 결정핵을 중심으로 크고 특징적인 형태의 결정이 형성되며, 결정의 크기가 클수록 기계적인 형상 변화가 심하고, 결정 성분의 분리율이 높아진다. 또한 결정 주변의 삼투압이 높아져서 불안정한 상태가 된다. 그리고, 이렇게 형성된 결정으로 인해, 미토콘드리아 리보솜과 같은 세포내 소체나, 콜라젠 섬유와 같은 수분 함유 조직 또는 세포막 등의 기능성 미세구조 들이 손상을 입게 된다.The cooling objects include moisture. That is, moisture starts to form crystals near 0 ° C (freezing point of water). At this time, in the forming of crystals, only moisture separates and aggregates, thereby causing relatively high osmotic pressure around the crystals. It releases latent heat. In other words, if the temperature drop rate is large in this state (the temperature inside the freezer is very low), latent heat is easily released, and large and characteristic crystals are formed around the crystal nuclei of water. The shape change is severe and the separation rate of the crystal component is increased. In addition, the osmotic pressure around the crystals becomes high, resulting in an unstable state. In addition, due to the crystals thus formed, functional microstructures such as intracellular bodies such as mitochondrial ribosomes, water-containing tissues such as collagen fibers, or cell membranes are damaged.
한편, 인체지방조직과 같은 물질들은 수분뿐만 아니라 지방 성분도 대량으로 포함하고 있으며, 지방이 결정을 이룰 때에도 상술한 바와 같은 문제점이 다시 도출된다.On the other hand, substances such as human adipose tissue contain a large amount of fat components as well as water, and when the fat forms a crystal, the above-mentioned problems are again derived.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서, 해당 분야에 종사하는 연구원들은 DMSO(Dimethyl Sulfoxide), 글리세롤(Glycerol) 등과 같은 동결보조제를 사용하여 대상물을 냉동보관해 왔으며, 지금까지도 널리 사용되고 있다. 그러나, 상기한 동결보조제들은 독성이 있기 때문에, 인체에 주입시켜야 하는 인체지방조직을 냉동보관하는데 있어서는 사용할 수가 없다.In order to solve these problems, researchers in the field have been cryopreserving the object using cryo supplements such as DMSO (Dimethyl Sulfoxide), glycerol (Glycerol), and is still widely used. However, because the cryopreservatives are toxic, they cannot be used for cryopreservation of human adipose tissue to be injected into the human body.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인체 지방조직을 냉동시킬 때에, 인체지방조직이 포함하고 있는 수분 또는 지방의 빙결점을 이루는 온도 구간에서는, 잠열 방출이 서서히 일어날 수 있도록 하여 냉동시킴으로써, 수분 또는 지방의 결정이 급속하게 형성되는 것을 방지하고, 결정 주변으로 삼투압이 높아지는 것을 방지할 수 있으며, 인체지방조직 전체에 고르게 온도를 분포시킬 수 있도록 유도함으로써, 결정에 의한 조직의 손상을 방지하고, 급격한 온도 변화에 따른 부피의 변화율도 최소화시킬 수 있는 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치 및 그 장치가 장착된 냉장고를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, when freezing the human adipose tissue, in the temperature range of the water or fat freezing point contained in the human adipose tissue, so that latent heat release can occur slowly By freezing to prevent the rapid formation of water or fat crystals, to prevent osmotic pressure from increasing around the crystals, and to induce temperature distribution evenly throughout the body's adipose tissue. An object of the present invention is to provide a refrigeration temperature change rate control device and a refrigerator equipped with the device for freezing and storing human adipose tissue which can prevent damage and minimize the rate of change of volume due to rapid temperature change.
또한, 상기한 냉동 온도 변화율 조절 장치를 제공하되, 인체지방조직을 냉동시키기 위한 냉기는 종래의 냉동실이 마련된 냉장고를 이용할 수 있도록 함으로써, 인체지방조직의 냉동보관을 위한 고가의 장비를 새로 제작하여야 하는 인력, 비용, 시간의 낭비를 방지하고자 하는데 다른 목적이 있다.In addition, while providing the above-mentioned refrigeration temperature change rate control device, the cold air for freezing the body fat tissue to use a refrigerator provided with a conventional freezer, to produce a new expensive equipment for freezing storage of human fat tissue Another goal is to avoid wasting people, money and time.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치는, 외부의 냉기를 공급하는 제1팬; 열을 발생시키는 히터; 인체지방조직의 온도를 직접 또는 간접적으로 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 제1온도센서; 상기 인체지방조직을 냉각시키도록 상기 제1팬을 가동시키되, 상기 제1온도센서를 통해 측정한 온도가 기 설정된 특정 온도 구간까지 내려가면, 상기 특정 온도 구간을 소정시간 동안 유지시키도록, 상기 제1팬 및 히터를 제어하는 제어부; 및 상기 제1팬, 히터, 적어도 하나 이상의 제1온도센서 및 제어부가 내 실 또는 장착되며, 상기 인체지방조직을 출입시킬 수 있도록 개폐가 가능한 케이싱;을 포함한다.Refrigeration temperature change rate control apparatus for freezing the storage of human adipose tissue according to the present invention for achieving the above object, the first fan for supplying external cold air; A heater that generates heat; At least one first temperature sensor for directly or indirectly measuring the temperature of human adipose tissue; Operating the first fan to cool the human body adipose tissue, and when the temperature measured by the first temperature sensor drops to a predetermined specific temperature section, maintaining the specific temperature section for a predetermined time; A control unit controlling one fan and a heater; And a casing in which the first fan, the heater, the at least one first temperature sensor, and the control unit are internally mounted or mounted and open and close to allow the human adipose tissue to enter and exit the body.
여기서, 상기 케이싱은, 상기 제1팬이 장착되는 제1팬장착구가 일측에 형성되어 있으며, 상기 제1팬의 가동이 중지되었을 시, 상기 제1팬장착구를 통하여 상기 케이싱의 내부와 외부 사이의 공기가 전달되는 것을 차단하는 제1차단막;을 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, the casing is provided with a first fan mounting hole on which one side of the first fan is mounted, and when the operation of the first fan is stopped, inside and outside of the casing through the first fan mounting hole. It is preferable to further include a; first blocking film to block the transmission of air therebetween.
또한, 상기 케이싱은, 제2팬장착구가 타측에 형성되어 있으며, 상기 제1팬의 가동에 의해 상기 케이싱의 내부에 공급된 냉기를 배출시키며 상기 제2팬장착구에 장착되는 제2팬; 및 상기 제2팬의 가동이 중지되었을 시, 상기 제2팬장착구를 통하여 상기 케이싱의 내부와 외부 사이의 공기가 전달되는 것을 차단하는 제2차단막;을 더 포함하는 것이 바람직하다.The casing may further include: a second fan having a second fan mounting hole formed at the other side thereof, and discharging cold air supplied to the inside of the casing by the operation of the first fan, and mounted to the second fan mounting hole; And when the operation of the second fan is stopped, the second blocking film to block the transfer of air between the inside and the outside of the casing through the second fan mounting port;
또, 상기 제1팬장착구는 상기 케이싱의 하측에 형성되고, 상기 제2팬장착구는 상기 케이싱의 상측에 형성되어 있는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the first fan mounting opening is formed below the casing, and the second fan mounting opening is formed above the casing.
그리고, 상기 케이싱 내부의 공기 온도를 측정하는 제2온도센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2온도센서를 통해 상기 케이싱 내부의 공기 온도를 감시하여, 상기 히터가 가동될 시, 상기 케이싱 내부의 공기 온도가 상기 특정 온도 구간을 벗어나는 것을 방지하도록 상기 히터 및 제1팬을 제어할 수 있다.And a second temperature sensor for measuring the air temperature inside the casing, wherein the controller monitors the air temperature inside the casing through the second temperature sensor, when the heater is operated. The heater and the first fan may be controlled to prevent the air temperature inside the casing from leaving the specific temperature section.
한편, 상기 히터와 인접하게 위치하며, 상기 케이싱 내부 공기의 대류현상을 일으키는 제3팬;을 더 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, the third fan is located adjacent to the heater, causing the convection of the air inside the casing; preferably further comprises a.
또한, 상기 적어도 하나 이상의 제1온도센서는, 상기 제1온도센서가 접촉하 는 레퍼런스 인체지방조직의 온도변화를 측정함으로써, 상기 인체지방조직의 온도를 간접적으로 측정할 수 있다.The at least one first temperature sensor may indirectly measure the temperature of the human adipose tissue by measuring a temperature change of the reference human adipose tissue contacted by the first temperature sensor.
또, 상기 제어부는, 상기 인체지방조직이 포함하고 있는 수분의 빙결점 구간인 0℃ ~ -2℃의 온도 구간과 상기 인체지방조직이 포함하고 있는 지방의 빙결점 구간인 -18℃ ~ -20℃의 온도 구간에서, 상기 각 온도 구간을 소정시간 동안 유지시키도록 상기 제1팬 및 히터를 제어하는 것이 바람직하다.The control unit may include a temperature section of 0 ° C. to −2 ° C., which is an ice freezing point of moisture contained in the human adipose tissue, and a temperature of −18 ° C. to −20, which is a freezing point section of fat included in the human adipose tissue. In the temperature section of ℃, it is preferable to control the first fan and the heater to maintain each temperature section for a predetermined time.
그리고, 상기 케이싱은, -20℃ 이하의 냉동 환경을 조성시켜주는 수직 수납형 냉장고 내부에 탈착 가능한 것이 바람직하다.In addition, the casing is preferably removable inside the vertical storage refrigerator to create a refrigeration environment of -20 ℃ or less.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치를 장착한 냉장고는, 냉기를 생성하는 냉동실이 마련된 냉장고; 및 상기 냉장고의 냉동실 내부에 탈착 가능하며, 상기 냉동실 내부의 냉기를 공급받아 인체지방조직을 냉각시키되, 상기 인체지방조직의 온도를 감시하여, 상기 인체지방조직의 온도가, 상기 인체지방조직이 포함하고 있는 수분 또는 지방이 결정을 이루기 시작하는 빙결점에 도달하게 되면, 상기 인체지방조직의 온도가 상기 빙결점을 전후로 하는 일정 온도 구간을 소정시간 동안 유지하도록, 상기 인체지방조직 주위의 온도를 조절하는 냉동 온도 변화율 조절 장치;를 포함한다.On the other hand, a refrigerator equipped with a freezing temperature change rate control device for freezing and storing the human adipose tissue according to the present invention for achieving the above object, a refrigerator provided with a freezer compartment for generating cold air; And a detachable inside of a freezer compartment of the refrigerator, receiving cold air from the freezer compartment to cool human adipose tissue, and monitoring the temperature of the human adipose tissue, wherein the temperature of the human adipose tissue includes the human adipose tissue. When the moisture or fat is reaching the freezing point at which crystals start to form, the temperature around the human fat tissue is adjusted so that the temperature of the human adipose tissue maintains a predetermined temperature section before and after the freezing point for a predetermined time. It includes; refrigeration temperature change rate control device.
여기서, 상기 냉동 온도 변화율 조절 장치는, 상기 냉동실의 냉기를 공급하는 제1팬; 열을 발생시키는 히터; 상기 인체지방조직의 온도를 직접 또는 간접적으 로 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 제1온도센서; 상기 인체지방조직을 냉각시키도록 상기 제1팬을 가동시키되, 상기 제1온도센서를 통해 측정한 온도가 기 설정된 특정 온도 구간까지 내려가면, 상기 특정 온도 구간을 소정시간 동안 유지시키도록, 상기 제1팬 및 히터를 제어하는 제어부; 및 상기 제1팬, 히터, 적어도 하나 이상의 제1온도센서 및 제어부가 내실 또는 장착되며, 상기 인체지방조직을 출입시킬 수 있도록 개폐가 가능한 케이싱;을 포함한다.Here, the freezing temperature change rate control apparatus, the first fan for supplying the cold air of the freezer compartment; A heater that generates heat; At least one first temperature sensor for directly or indirectly measuring the temperature of the human adipose tissue; Operating the first fan to cool the human body adipose tissue, and when the temperature measured by the first temperature sensor drops to a predetermined specific temperature section, maintaining the specific temperature section for a predetermined time; A control unit controlling one fan and a heater; And a casing in which the first fan, the heater, the at least one first temperature sensor, and the controller are internally mounted or mounted and open and close to allow the human adipose tissue to enter and exit the body.
이때, 상기 케이싱은, 상기 제1팬이 장착되는 제1팬장착구가 일측에 형성되어 있으며, 상기 냉동 온도 변화율 조절 장치는, 상기 제1팬의 가동이 중지되었을 시, 상기 제1팬장착구를 통하여 상기 케이싱의 내부와 상기 냉동실 내부의 공기가 상호 전달되는 것을 차단하는 제1차단막;을 더 포함하는 것이 바람직하다.At this time, the casing, the first fan mounting opening to which the first fan is mounted is formed on one side, the refrigeration temperature change rate adjusting device, when the operation of the first fan is stopped, the first fan mounting opening It is preferable to further include; a first blocking film to block the air passing through the inside of the casing and the freezing chamber through each other through.
그리고, 상기 케이싱은, 제2팬장착구가 타측에 형성되어 있으며, 상기 냉동 온도 변화율 조절 장치는, 상기 제1팬의 가동에 의해 상기 케이싱의 내부에 공급된 냉기를 배출시키며 상기 제2팬장착구에 장착되는 제2팬; 및 상기 제2팬의 가동이 중지되었을 시, 상기 제2팬장착구를 통하여 상기 케이싱의 내부와 상기 냉동실 내부의 공기가 상호 전달되는 것을 차단하는 제2차단막;을 더 포함하는 것이 바람직하다.And, the casing, the second fan mounting opening is formed on the other side, the refrigeration temperature change rate adjusting device, the second fan is mounted while discharging the cold air supplied to the inside of the casing by the operation of the first fan. A second fan mounted to the sphere; And when the operation of the second fan is stopped, the second blocking membrane for blocking the air transfer between the inside of the casing and the freezing chamber through the second fan mounting opening;
또한, 상기 제1팬장착구는 상기 케이싱의 하측에 형성되고, 상기 제2팬장착구는 상기 케이싱의 상측에 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the first fan mounting port is preferably formed on the lower side of the casing, the second fan mounting port is preferably formed on the upper side of the casing.
또, 상기 냉동 온도 변화율 조절 장치는, 상기 케이싱 내부의 공기 온도를 측정하는 제2온도센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2온도센서를 통해 상기 케이싱 내부의 공기 온도를 감시하여, 상기 히터가 가동될 시, 상기 케이싱 내부의 공기 온도가 상기 특정 온도 구간을 벗어나는 것을 방지하도록 상기 히터 및 제1팬을 제어할 수 있다.The refrigerating temperature change rate adjusting device may further include a second temperature sensor configured to measure an air temperature inside the casing, and the controller may monitor the air temperature inside the casing through the second temperature sensor. When the heater is operated, the heater and the first fan may be controlled to prevent the air temperature inside the casing from moving out of the specific temperature section.
한편, 상기 히터와 인접하게 위치하며, 상기 케이싱 내부 공기의 대류현상을 일으키는 제3팬;을 더 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, the third fan is located adjacent to the heater, causing the convection of the air inside the casing; preferably further comprises a.
여기서, 상기 적어도 하나 이상의 제1온도센서는, 상기 제1온도센서가 접촉하는 레퍼런스 인체지방조직의 온도변화를 측정함으로써, 상기 인체지방조직의 온도를 간접적으로 측정하는 것이 바람직하다.The at least one first temperature sensor may indirectly measure the temperature of the human adipose tissue by measuring a temperature change of the reference human adipose tissue that the first temperature sensor contacts.
또한, 상기 제어부는, 상기 인체지방조직이 포함하고 있는 수분의 빙결점 구간인 0℃ ~ -2℃의 온도 구간과 상기 인체지방조직이 포함하고 있는 지방의 빙결점 구간인 -18℃ ~ -20℃의 온도 구간에서, 상기 각 온도 구간을 소정시간 동안 유지시키도록 상기 제1팬 및 히터를 제어하는 것이 바람직하다.The control unit may include a temperature section of 0 ° C. to −2 ° C., which is an ice freezing point of moisture contained in the human adipose tissue, and a temperature of −18 ° C. to −20 that is a freezing point of fat included in the human adipose tissue. In the temperature section of ℃, it is preferable to control the first fan and the heater to maintain each temperature section for a predetermined time.
또, 상기 냉동 온도 변화율 조절 장치는 상기 냉장고로부터 전원을 공급받음으로써 동작할 수 있다.In addition, the refrigeration temperature change rate control device may be operated by receiving power from the refrigerator.
이하에서는 상술한 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록, 바람직한 실시예를 들어 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments will be described so as to understand the present invention described above in more detail.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치가 장착된 냉장고를 나타낸 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장 치가 장착된 냉장고는, 냉장고(100) 및 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)를 포함한다.1 is a view showing a refrigerator equipped with a freezing temperature change rate control apparatus for freezing and storing human adipose tissue according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a refrigerator equipped with a freezing temperature change rate adjusting device for freezing and storing human adipose tissue according to the present invention includes a
냉장고(100)는, 냉기를 생성하는 냉동실(110)을 갖는다.The
냉동 온도 변화율 조절 장치(200)는, 냉장고(100)의 냉동실(110) 내부에 탈착 가능하며, 냉동실(110) 내부의 냉기를 공급받아 인체지방조직(1)을 냉각시키되, 인체지방조직(1)의 온도를 감시하여, 인체지방조직(1)의 온도가, 인체지방조직(1)이 포함하고 있는 수분 또는 지방이 결정을 이루기 시작하는 빙결점에 도달하게 되면, 인체지방조직(1)의 온도가 빙결점을 전후로 하는 일정 온도 구간을 소정시간 동안 유지하도록, 인체지방조직(1) 주위의 온도를 조절한다. 이러한 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)는, 도2에 도시된 바와 같이, 제1팬(211), 제2팬(212), 제3팬(221), 히터(220), 제1온도센서(231), 제2온도센서(232), 제어부(240), 제1차단막(261), 제2차단막(262), 스위치(270) 및 케이싱(250)을 포함한다.The refrigeration temperature change
제1팬(211)은, 냉동실(110)의 냉기를 케이싱(250) 내부에 공급하기 위해 마련된다. 즉, 자연적인 대류현상에 의해 냉동실(110)의 냉기가 케이싱(250) 내부에 공급될 수도 있겠지만, 제1팬(211)의 작동으로 인해 열교환율을 증가시킬 수가 있는 것이다.The
제2팬(212)은, 제1팬(211)의 가동에 의해 케이싱(250) 내부에 공급된 냉기를 배출 시키기 위해 마련된다. 제2팬(212)에 대한 설명은 이후에 다시 설명하도록 한다.The
제3팬(221)은, 이후 서술하게 되는 히터(220)와 인접하여 설치되며, 케이 싱(250) 내부의 공기가 정지해 있지 아니하고, 대류를 일으키도록 하기 위해 필요한 구성이다. 즉, 제1팬(211)을 통해 공급되는 냉기를 보다 효과적으로 순환시키거나, 히터(220)에서 발생하는 열을 케이싱(250) 내부 전체에 걸쳐 고루 퍼질 수 있도록 하기 위한 구성이다.The
히터(220)는, 열을 발생시키기 위해 마련된다.The
제1온도센서(231)는, 인체지방조직(1)의 온도를 직접 또는 간접적으로 측정하며, 본 실시예에서는 제1온도센서(231)가 레퍼런스 인체지방조직(2)의 온도를 측정함으로써, 간접적으로 인체지방조직(1)의 온도를 측정하는 것을 도시하였다. 물론 실시하기에 따라서는, 냉동보관하여야 할 인체지방조직(1)을 제1온도센서(231)에 직접 접촉시켜 온도를 측정할 수도 있다.The
제2온도센서(232)는 케이싱(250) 내부의 공기 온도를 측정한다.The
제어부(240)는, 제1온도센서(231) 및 제2온도센서(232)에서 측정한 인체지방조직(1)의 온도 또는 케이싱(250) 내부의 공기 온도를 분석하며, 이에 따른 제1팬(211), 제2팬(212) 및 히터(220)의 작동을 통제한다. 즉, 인체지방조직(1)을 냉각시키도록 제1팬(211) 및 제2팬(212)을 가동시키되, 제1온도센서(231)에서 측정한 인체지방조직(1)의 온도가 미리 설정된 특정 온도 구간까지 냉각이 되면, 특정 온도 구간을 소정시간 동안 유지시키도록, 제1팬(211) 및 제2팬(212)의 가동을 중지시키고, 히터(220)를 가동시킨다. 물론, 제어부(240)는 제2온도센서(232)를 통해 케이싱(250) 내부의 공기 온도를 감시하여, 히터(220)의 작동에 의한 케이싱(250) 내부 공기의 온도가 지나치게 상승하는 것을 막아줄 수 있도록 히터(220)를 통제하 며, 필요시 제1팬(211) 및 제2팬(212)을 다시 가동하여 온도를 낮추어 주어 상기한 특정 온도 구간을 유지시키도록 할 수도 있다. 또한, 제3팬(221)은 제어부(240)에 의해 히터(220)가 작동할 때에만 동작하도록 할 수도 있지만(즉, 히터(220)에서 발생하는 열을 케이싱(250) 내부에 대류시키기 위한 용도), 제1팬(211), 제2팬(212), 히터(220) 중 어느 하나라도 작동을 하게 되면 동작하도록 할 수도 있다(즉, 제1팬(211)을 통해 공급되는 냉기를 순환시키고 히터(220)의 열을 순환시키는 모두의 용도).The
한편, 제1팬(211) 및 제2팬(212)은 가동과 중지가 동시에 일어나도록 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 어느 하나의 팬만이 가동하였을 경우, 케이싱(250) 내부의 압력이 양압(제1팬(211)만 가동하였을 경우) 또는 음압(제2팬(212)만 가동하였을 경우)으로 치우쳐져, 원활한 공기의 흐름을 만들어줄 수 없기 때문이다.On the other hand, it is preferable that the
제1차단막(261) 및 제2차단막(262)은, 제1팬(211) 및 제2팬(212)이 가동중일 때는 개방되며, 제1팬(211) 및 제2팬(212)의 가동이 중지되었을 경우에는, 이후 설명하게 되는 케이싱(250)에 형성된 제1팬장착구(253) 및 제2팬장착구(254)를 각각 폐쇄시킴으로써, 케이싱(250) 내부의 공기가 냉장고(100)의 냉동실(110) 내부의 공기와 상호 전달되는 것을 차단한다. 물론, 이러한 제1차단막(261) 및 제2차단막(262)을 동작시키기 위한 각각의 동력제공부(미도시)가 더 포함되어 제어부(240)에 의해 제어되거나, 제1팬(211) 또는 제2팬(212)의 작동에 따라 자동으로 개폐가 되도록 설치할 수도 있다.The
그리고, 스위치(270)는 제어부(240)가 작동을 시작하거나 멈추도록 하기 위해 케이싱(250)의 외부에 설치되는데, 제어부(240)의 작동이 프로그래밍에 의해 완전 자동화될 수도 있기 때문에 반드시 필요한 구성인 것은 아니다.In addition, the
케이싱(250)은, 상기한 각 구성들이 내실 또는 장착되며, 인체지방조직(1)을 출입시킬 수 있도록 개폐가 가능하도록 설계된다. 도2에 도시된 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)의 케이싱(250)은, 측면으로 슬라이딩 개폐가 가능하도록, 본체(251)와 서랍식 개폐부(252)로 이루어지도록 하였는데, 이러한 구조의 케이싱(250)은, 도4에 도시된 바와 같은 방법으로 냉동실(110)에 적재할 시, 상호 마주하는 케이싱(250)의 개폐부(252)가 열렸을 시 필요한 공간을 공유할 수가 있는 장점이 있다. 따라서, 가장 하단에 위치한 냉동 온도 변화율 조절 장치에서 냉동보관된 인체지방조직을 꺼내고자 할 경우에, 그 상부에 위치한 냉동 온도 변화율 조절 장치를 모두 들어내야 하는 불편함이 없다.The
일반적으로, 냉장고는 내부 공간의 부피에 따라 그 용량이 결정되는데, 내부 공간이 크면 클수록, 내부 공간의 각 지점들간 온도의 차이가 클 우려가 있다. 따라서, 케이싱(250)은, 케이싱(250) 내부 공간에서 각 지점들간 온도의 차이가 크지 않도록 하기 위한 적당한 사이즈로 제작되어, 냉장고(100)의 냉동실(110) 내부에 위치한다.In general, the capacity of the refrigerator is determined according to the volume of the internal space. The larger the internal space, the greater the difference in temperature between the points of the internal space. Accordingly, the
그리고, 냉장고는 사용목적에 따라 다양하게 설계되는데, 일반 가정이나 업소에서 사용하는 냉장고는, 일측면에서 도어를 열고 닫을 수 있도록 되어 있다. 그러나 이러한 냉장고는 도어를 열게 되면, 냉기가 급속하게 빠져나오게 되는 단점이 있다.In addition, the refrigerator is designed in various ways according to the purpose of use, and the refrigerator used in a general home or business is designed to open and close a door from one side. However, such a refrigerator has a disadvantage in that, when the door is opened, cold air is rapidly released.
따라서, 상측에서 도어를 열고 닫을 수 있는 수직 수납형 냉장고(100)를 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to use the
그러나, 이러한 수직 수납형 냉장고라 하더라도, 도어를 열었을 때의 냉기 손실이 전혀 없는 것은 아니다. 도1 및 도4에 도시된 바와 같이, 수직 수납형 냉장고는, 도어를 열었을 시 냉동실(110) 내부의 상측에 있는 냉기가 일부 유실되며, 다시 도어를 닫더라도, 냉동실(110)의 측면이나 바닥과 달리 도어에는 증발기(Evaporator)가 내장되어 있지 않기 때문에, 냉동실(110) 내부의 상측 온도가 하측보다 높게 된다.However, even in such a vertical storage refrigerator, there is no loss of cold air when the door is opened. As shown in FIGS. 1 and 4, in the vertical storage type refrigerator, when the door is opened, some of the cold air in the upper side of the
이러한 문제들은, 상술한 제1팬(211) 및 제2팬(212)이 장착되는 제1팬장착구(253) 및 제2팬장착구(254)를 각각 케이싱(250)의 하측과 상측에 형성시킴으로써, 보완할 수가 있다. 즉, 제1팬(211)이 가동되면, 케이싱(250)의 하측에 형성된 제1팬장착구(253)를 통해, 상대적으로 낮은 온도의 냉기가 케이싱(250) 내부에 유입되고, 이러한 낮은 온도의 냉기는, 다시 제2팬(212)의 가동에 의해 케이싱(250)의 상측에 형성된 제2팬장착구(254)를 거쳐, 상대적으로 높은 온도의 냉기가 형성된 냉장고(100)의 상측으로 내보내어질 수 있는 것이다. 따라서, 케이싱(250) 내부에 대류 현상을 일으켜주기 위한 제1팬(211) 및 제2팬(212)으로 인해, 냉장고(100)의 냉동실(110) 내부 전체적으로 냉기가 골고루 분산될 수 있도록 하는 효과까지 얻을 수 있는 것이다.These problems include the first
한편, 케이싱(250), 제1차단막(261) 및 제2차단막(262)은 케이싱 내부와 외 부 사이의 온도가 상호 전도되는 것을 최소화시키기 위해 단열재로 만들어지는 것이 바람직하다.On the other hand, the
여기서, 냉장고(100)와 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)는 상호 착탈이 가능하도록, 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)의 케이싱(250)과, 냉장고(100)의 냉동실(110) 내부를 개조할 수도 있겠지만, 냉동실(110) 내에 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)를 단지 위치 시키는 것만으로도 본 발명의 목적은 충분히 달성될 수 있음을 인지하여야 한다. 이때, 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)가 냉동실(110) 내에 착탈 가능하도록 할 경우, 냉장고(100)에 입력되는 전원을 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)가 이용할 수 있도록, 전원 연결잭(미도시)으로 상호 결합 될 수 있도록 하면 바람직하다. 물론, 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)의 제어부(240), 제1 내지 3팬(211,212,221), 히터(220)를 작동시키기 위한 전원을 자체 공급시키고자 하여 배터리를 케이싱 내부에 장착할 수도 있지만, 외부로부터 케이블을 통해 전원을 공급받을 수도 있다.Here, the
이하에서는 앞에서 상세하게 설명한 냉동 온도 변화율 조절 장치가 장착된 냉장고를 이용하여 인체지방조직을 냉동시키는 과정에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, the process of freezing the human body fat tissue by using the refrigerator equipped with the above-described freezing temperature change rate control device will be described.
먼저 인체지방조직(1)이 담긴 다수의 용기(11)를 랙(rack)(12)을 이용하여 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)의 내부, 즉 케이싱(250)의 개폐부(252) 상에 올 려 놓고 개폐부(252)를 닫은 뒤, 상기 냉동 온도 변화율 조절 장치(200)를 영하 20℃의 냉동 환경을 조성하여 주는 냉장고(100)의 냉동실(110)에 위치시킨다.First, a plurality of
그리고, 케이싱(250)의 외부에 설치된 스위치(270)를 이용하여 제어부(240)가 제어 동작을 시작할 수 있도록 한다. 제어부(240)는 먼저 제1팬(211) 및 제2팬(212)을 가동시켜 케이싱(250)의 하측 외부의 냉기가 케이싱(250) 내부에 공급되어 대류를 일으킨 후, 제2팬(212)에 의해 케이싱(250)의 상측으로 빠져나갈 수 있도록 한다. 이때 제1차단막(261) 및 제2차단막(262)은 개방되어 있는 상태이다. 물론 냉동보관 방법 또는 실험을 위한 냉동시, 연구결과에 따른 냉동속도를 조절하도록 할 수도 있다. 즉, 제1팬(211) 및 제2팬(212)의 회전속도를 조절하여 냉동 온도 변화율 조절 장치(200) 내부의 온도가 분당 1℃씩 또는 분당 2℃씩 떨어지도록 제어할 수 있으며, 이러한 제1팬(211) 및 제2팬(212)의 회전속도는 미리 프로그래밍 되어 제어부(240)에 입력시켜놓을 수 있다. 한편, 케이싱(250) 내부의 공기는 제3팬(221)에 의해 더욱 원활한 대류를 일으킬 수 있으며, 이로 인해 케이싱(250) 내부는 전체적으로 온도가 고르게 분포될 수 있다. 물론 제3팬(221)은, 이후 히터(220)가 동작할 때에도 마찬가지로 작용된다.In addition, the
이때, 제1온도센서(231)는, 레퍼런스 인체지방조직(2)의 온도를 측정함으로써, 냉각 대상이 되는 인체지방조직(1)의 온도를 간접적으로 측정하여, 측정한 온도정보를 제어부(240)에 전달한다. 여기서, 간접 측정을 하는 이유는, 인체에 주입하여야 하는 인체지방조직(1)은 보통 밀폐된 상태로 보관되기 때문에, 제1온도센서(231)를 직접 접촉시켜 온도를 측정하기에는 다소 무리가 있기 때문이다. 따라서 인체지방조직(1)과 온도 변화율은 같으나 인체에 직접 주입은 되지 않는 레퍼런스 인체지방조직(2)을 사용하는 방식을 사용함으로써, 보다 안전한 냉동 과정이 진행될 수가 있는 것이다.At this time, the
제2온도센서(232)는 냉동 온도 변화율 조절 장치(200) 내부의 온도를 측정하여, 측정한 온도정보를 제어부(240)에 전달한다. The
제어부(240)는 제1온도센서(231) 및 제2온도센서(232)로부터 입력되는 온도정보를 분석하는데, 여기서 인체지방조직의 온도변화 과정을 시간축 상에 나타낸 도3을 참조하면, 인체지방조직의 온도는 시간이 흐르면서 하강, 즉 냉각되는데, 인체지방조직이 포함하고 있는 수분의 빙결점인 0℃가 되면(인체지방조직의 상태에 따라 빙결점은 다를 수 있으며 대략 0℃ ~ -2℃ 사이이다), 수분이 결정을 형성하면서 잠열을 방출하게 된다(수분이 모두 결정화 되면서 잠열을 방출하게 되는 구간을 도3에서 'A'로 표시하였다).The
이때, 케이싱(250) 내부의 온도가 너무 낮은 상태이면(예를 들어 -20℃), 수분의 잠열 방출 속도가 급격하게 빠르게 된다. 즉, 수분만이 분리되어 서로 응집하면서 주변에 상대적으로 높은 삼투압을 유발시켜 불안정한 상태를 만들게 되고, 수분의 결정핵을 중심으로 크고 특징적인 형태의 결정이 형성되며, 결정의 크기가 커지면서 기계적인 형상 변화가 심하며, 결정 성분의 분리율이 높아진다. 그리고 이러한 결정으로 인해, 미토콘드리아 리보솜과 같은 세포내 소체나, 콜라젠 섬유와 같은 수분 함유 조직 또는 세포막 등의 기능성 미세구조 들이 손상을 입을 수가 있다. 따라서, 잠열 방출 속도를 늦추어 주어(즉, 잠열 방출 구간(A)의 길이를 늘려 주어), 삼투압을 분산시키고, 수분끼리 상호 응집하여 커다란 결정이 생기지 않도록 해주어야 한다.At this time, if the temperature inside the
잠열 방출 속도를 늦추어 주기 위해서는, 잠열 방출이 천천히 일어나도록, 즉, 인체지방조직의 온도가 0℃ ~ -2℃를 오랫동안 유지하도록, 케이싱(250) 내부의 온도를 유지시켜주어야 한다. 따라서, 제1팬(211) 및 제2팬(212)의 가동을 중지시키고 제1차단막(261) 및 제2차단막(262)을 폐쇄시키며, 히터(220)를 가동하여 지나치게 낮은 온도가 조성되어 있던 케이싱(250) 내부의 온도를 높여준다. 물론 제1팬(211) 및 제2팬(212)의 가동을 중지시키는 것만으로도 케이싱(250) 내부의 온도가 더욱 떨어지거나, 대류현상을 일으키지 않게 하여 잠열 방출 구간(A)의 길이를 약간은 늘려줄 수 있지만, 이것은 완벽한 보온의 효과를 발휘하지는 못한다. 따라서 히터(220)를 가동함으로써, 케이싱(250)내부의 온도를 0℃ ~ -2℃로 유지할 수 있도록 할 수 있는 것이다. 이때, 제2온도센서(232)는, 온도정보를 지속적으로 제어부(240)에 전송하며, 제어부(240)는 케이싱(250) 내부의 온도가 지나치게 높아지는 것을 방지하고, 필요시에는 다시 제1팬(211) 및 제2팬(212)을 가동하여 다시 온도를 떨어뜨려주면서, 적당한 구간(0℃ ~ -2℃)의 온도가 유지되도록 할 수 있다.In order to slow down the latent heat release rate, the temperature inside the
제어부(240)에 설정되어 있던 잠열 방출 구간(시간)이 지나게 되면, 제어부(240)는 다시 제1차단막(261) 및 제2차단막(262)을 개방시키고, 제1팬(211) 및 제2팬(212)을 가동하여 대류를 일으킴으로써, 케이싱(250) 내부의 온도를 낮추어준다. 이에 따라, 도3에 도시된 바와 같이 인체지방조직(1)의 온도는 다시 하강하게 된다. 물론 이때에도, 제어부(240)에 미리 설정해 놓은 바에 따라, 제1팬(211) 및 제2팬(212)의 속도를 조절하여, 냉각 속도에 변화를 줄 수 있다.When the latent heat dissipation period (time) set in the
인체지방조직의 온도가, 인체지방조직이 포함하고 있는 지방의 빙결점인 -19℃가 되면(인체지방조직의 상태에 따라 지방성분의 빙결점 역시 다를 수 있으며 대략 -18℃ ~ -20℃ 사이이다), 지방이 결정을 형성하면서 잠열을 방출하게 된다(지방이 모두 결정화 되면서 잠열을 방출하게 되는 구간을 도3에서 'B'로 표시하였다.)When the temperature of human adipose tissue reaches -19 ℃, which is the freezing point of fat contained in human adipose tissue (depending on the state of human adipose tissue, the freezing point of fat components may also be different, and it is between -18 ℃ ~ -20 ℃) As the fat forms crystals, it releases latent heat (the area where all fat is crystallized and releases latent heat is denoted as 'B' in FIG. 3).
이때에도, 수분이 결정화될 때와 마찬가지로, 케이싱(250) 내부의 온도가 너무 낮은 상태이면(본 예에서처럼 냉동실의 온도를 -20℃가 아닌 -40℃정도로 설정해 놓았을 경우), 지방의 잠열 방출 속도가 급격하게 빠르게 되어, 수분이 결정을 급속하게 형성시키면서 발생시켰던 문제점들이 다시 발생하게 된다.At this time, as in the case where the water is crystallized, if the temperature inside the
따라서, 인체지방조직이 포함하고 있는 지방의 잠열 방출 속도를 늦추어줄 필요가 있다. 즉, 제1팬(211) 및 제2팬(212)의 가동을 중지시키고 제1차단막(261) 및 제2차단막(262)을 폐쇄시키며, 히터(220)를 가동하여 지나치게 낮은 온도가 조성되어 있던 케이싱(250) 내부의 온도를 높여준다. 히터(220)를 가동함으로써, 케이싱(250) 내부의 온도를 -18℃ ~ -20℃로 유지할 수 있도록 하여, 지방의 잠열 방출 구간(B)의 길이를 늘려줌으로써, 지방이 결정화 되면서 생길 수 있었던 상술한 문제점들을 해결할 수가 있는 것이다.Therefore, it is necessary to slow down the latent heat release rate of fat contained in human adipose tissue. That is, the operation of the
이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예 에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.As described above, the detailed description of the present invention has been made by the embodiments with reference to the accompanying drawings, but the above-described embodiments have been described by way of example only, the present invention is limited to the above embodiments. It is not to be understood that the scope of the invention should be understood by the claims and their equivalent concepts.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 인체지방조직을 냉동보관 하기 위해 냉각 시킬때, 인체지방조직이 포함하고 있는 수분 또는 지방이 빙결점을 이루는 온도 구간에서, 잠열 방출이 서서히 일어날 수 있도록 함으로써, 급속하게 결정이 형성되는 것을 방지하고, 결정 주변으로 삼투압이 높아져서 불안정해 지는 것을 방지할 수 있으며, 인체지방조직 전체에 고르게 온도를 분포시킬 수 있도록 유도함으로써, 결정에 의한 조직의 손상을 방지하고, 급격한 온도 변화에 따른 부피의 변화율도 최소화시킬 수가 있다.As described in detail above, according to the present invention, when cooling the human adipose tissue to freeze storage, latent heat release may occur slowly in a temperature section in which water or fat contained in the human adipose tissue forms an ice freezing point. This prevents the formation of crystals rapidly, prevents the osmotic pressure from becoming unstable due to high osmotic pressure around the crystals, and induces even temperature distribution throughout the body's adipose tissue. It can also prevent and minimize the rate of change of volume due to rapid temperature change.
또한, 이러한 냉동 변화율을 조절할 수 있는 본 발명에 따른 인체지방조직을 냉동보관하기 위한 냉동 온도 변화율 조절 장치는, 일반적인 냉장고의 냉동실에서 발생되는 냉기를 사용하기 때문에, 인체지방조직의 냉동보관을 위한 고가의 장비를 새로 제작하여야 하는 인력, 비용, 시간의 낭비를 방지할 수가 있다.In addition, the freezing temperature change rate adjusting device for freezing and storing the human fat tissue according to the present invention that can control the change rate of the freezing, because the use of cold air generated in the freezer of a common refrigerator, expensive for freezing storage of human fat tissue It is possible to prevent the waste of manpower, cost, and time required to manufacture new equipment.
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