KR101151688B1 - Systems for preparing embolic microsphere - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 친수성 고분자 유체 및 조영제 유체가 각각 주입되어 친수성 고분자 유체에 조영제가 집속되게 하는 3차원 유체역학 집속 장치; 및 (b) 소수성 유체 및 상기 (a)의 3차원 유체역학 집속 장치에 의해 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함하는 색전 미세구 제조 시스템 및 상기 시스템을 이용하여 제조된 색전 미세구에 관한 것이다. 본 발명의 시스템을 통하여 조영제 또는/및 약리활성 물질(항암제)를 색전 미세구에 봉입 또는/및 탑재하여 종양조직 주변에 형성된 혈관에 적용되는 색전술, 조영제 또는 약물 전달 시스템(drug delivery system, DDS)에 이용하기 위한 색전 미세구를 간단하고 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 상기 시스템을 통하여 제조된 색전 미세구의 평균 직경은 400-600 마이크론으로 일정하여 혈관 크기에 적합하고, 약리활성 물질을 탑재되는 경우에는 색전술의 효율을 극대화 시킬 수 있다. 한편, 조영제가 봉입된 색전 미세구는 시술의 용이함을 부여한다.The present invention relates to an apparatus for treating a hydrophilic polymer, comprising: (a) a three-dimensional hydrodynamic focusing device for injecting a hydrophilic polymer fluid and a contrast agent fluid to focus the contrast agent on the hydrophilic polymer fluid; And (b) a droplet-forming lab-on-a-chip for injecting hydrophobic fluid and a hydrophilic polymer fluid focused with contrast medium by the three-dimensional hydrodynamic focusing device of (a). It relates to an embolic microsphere prepared using. Embolization, contrast agent or drug delivery system (DDS) applied to blood vessels formed around tumor tissue by encapsulating or / or mounting a contrast agent or / and pharmacologically active substance (anticancer agent) through the system of the present invention. The embolic microspheres for use can be produced simply and efficiently. In addition, the average diameter of the embolic microspheres produced through the system is constant to 400-600 microns to fit the blood vessel size, when the pharmacologically active material is mounted can maximize the efficiency of embolization. On the other hand, the embolic microspheres enclosed with a contrast agent impart ease of treatment.

Description

색전 미세구 제조 시스템{Systems for Preparing Embolic Microsphere}Embolization microsphere manufacturing system {Systems for Preparing Embolic Microsphere}

본 발명은 색전 미세구 제조 시스템 및 상기 시스템에 의해 제조된 색전 미세구에 관한 것이다.
The present invention relates to an embolic microsphere production system and to an embolic microsphere produced by the system.

색전술은 조영제를 이용하여 암부위로 가는 동맥을 찾아내서 항암제와 색전물질을 이용하여 암조직에 영양공급을 차단하여 암을 치료하는 시술법이다.Embolization is a procedure that uses a contrast agent to find an artery that goes to a cancerous site, and then treats cancer by blocking nutrient supply to cancer tissues using anticancer agents and embolic materials.

대표적인 동맥색전술로서 간동맥색전술을 들 수 있는데 이 방법은 유성조영제 (oily contrast medium)에 독소루비신(아드리아마이신), 시스플라틴, 카르보플라틴과 같은 여러 가지 항암제를 분산시켜 색전, 조영과 동시에 항암제를 투여 하는 것이다. 이러한 동맥색전술에 이용하기 위하여 색전, 조영과 동시에 항암 효과를 달성하기 위하여 화학적인 방법으로 즉, 에멀젼, 현탁액 또는 리포좀 제형으로 제조하여 색전술에 이용하고 있다.Representative arterial embolization is hepatic artery embolization, which involves dispersing various anticancer drugs such as doxorubicin (adriamycin), cisplatin, and carboplatin in an oily contrast medium to simultaneously administer embolization and contrast. . In order to achieve embolism, contrast and anti-cancer effects for use in arterial embolization, chemical methods, ie, emulsion, suspension, or liposome formulations are used for embolization.

그 예로, 종래의 진단방사선과에서 시술하고 있는 간암 치료방법에 널리 사용되는 항암제로는 아드리아마이신, 에피루비신등을 들 수 있는데, 이들 아드리아마이신을 비롯한 대부분의 항암제는 수용성이므로 리피오돌에는 직접 용해시킬 수가 없어 현탁액(suspension)의 형태로 시술하는 방법이 이용되었다(Yoshihiro Katagiri 외, Cancer Chemother. Pharmacol 1989, 23, 238-242). 그러나, 이러한 방법으로 만들어진 현탁액의 경우 아드리아마이신 입자가 뭉치거나 침전이 형성되기 때문에 장기 보관이 어려운 문제점이 있어 수성조영제에 항암제를 녹인 후, 유성조영제인 리피오돌에 분산시키는 방법을 이용하게 되었다.For example, adriamycin and epirubicin are widely used as anticancer agents for treating liver cancer in the conventional diagnostic radiology. Most anticancer drugs including adriamycin are water soluble and can be directly dissolved in Lipiodol. The method was used in the form of suspension in the absence (Yoshihiro Katagiri et al., Cancer Chemother. Pharmacol 1989, 23, 238-242). However, in the case of the suspension made by this method, since adriamycin particles are aggregated or precipitates are formed, there is a problem of long-term storage, which is why the anticancer agent is dissolved in an aqueous contrast agent and then dispersed in Lipiodol, an oily contrast agent.

즉, 환자에게 투여하기 직전에 항암제를 수성조영제에 녹이고 이를 유성조영제와 펌프법에 의해 혼합시킨다. 이 때, 에멀전의 안정성을 극대화하기 위하여 리피오돌의 비중(1.275 내지 1.290)과 비슷한 정도의 비중을 가지는 수성조영제인 유로그래핀(Urografin, 1.328-1.332) 또는 이오파미로(Iopamiro)를 이용하였다(Takashi Kanematsu 외, Journal of surgical oncology 1984, 25, 218-226, Takafumi Ichida 외, Cancer Chemother. Pharmacol 1994, 33, 74-78).That is, just before administration to the patient, the anticancer agent is dissolved in the aqueous contrast agent and mixed with the oily contrast agent by the pumping method. At this time, in order to maximize the stability of the emulsion, an aqueous contrast agent Eurographine (Urografin, 1.328-1.332) or Iopamiro (Iopamiro) having a specific gravity similar to that of Lipiodol (1.275 to 1.290) was used (Takashi Kanematsu et al., Journal of surgical oncology 1984, 25, 218-226, Takafumi Ichida et al., Cancer Chemother.Pharmacol 1994, 33, 74-78).

그러나 이러한 화학적 방법을 이용하는 경우에는 일시적인 에멀전이 형성될 뿐이어서 혼합상태가 불안정하여 수분 내에 다시 분리가 일어나 아드리아마이신 침전이 생기므로 체내에 잘 흡수되지 않게 되는 문제점이 있었다.
However, when such a chemical method is used, only a temporary emulsion is formed and the mixed state is unstable, so that separation occurs again in a few minutes, resulting in precipitation of adriamycin.

그리하여 본 발명자들은 불안정한 화학적인 방법이 아닌 미세유체 시스템을 이용하여 색전용 미세구의 제조, 상기 미세구에 조영제의 봉입 또는 항암제 탑재시키는 방법을 강구하게 되었다.Thus, the present inventors have devised a method of preparing microspheres for coloration, encapsulating contrast medium, or mounting anticancer agents using a microfluidic system rather than an unstable chemical method.

현재 분석기술의 소형화에 따라 많은 시료와 시약을 작은 단위로 처리 또는 분석이 가능한 초소형 장치에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있으며, 바이오 칩, 랩온어칩 및 미세 종합 분석 시스템(micro-total analysis system) 등의 기술이 이러한 범주에 속한다. 바이오 칩, 랩온어칩 및 미세 종합 분석 시스템 등의 초소형 장치는 분석에 필요한 모든 과정들을 하나의 작은 칩 위에서 수행될 수 있도록, 여러 개의 채널이나 미세 구조물들을 포함한다.With the miniaturization of analytical technology, research and development of micro devices that can process or analyze many samples and reagents in small units are being conducted. Biochips, lab-on-a-chips and micro-total analysis systems Techniques belong to this category. Microdevices such as biochips, lab-on-a-chip and micro-composite analysis systems include multiple channels or microstructures so that all the processes required for analysis can be performed on one small chip.

위와 같은 기술의 일환으로 본 발명자들은 다양한 혈관의 크기에 대응하여 원하는 크기/형상으로 미세구를 제작하며, 특히 환자의 질환에 대응하여 고분자-조영제(SPIO)-항암제로 이루어진 미세구를 랩온어칩을 통해 제작하였다.
As part of the above technology, the present inventors produce microspheres in a desired size / shape in response to various blood vessel sizes, and in particular, micro-spheres composed of polymer-contrast (SPIO) -anticancer agents in response to a patient's disease Made through.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Throughout this specification many patent documents are referenced and their citations are indicated. The disclosures of the cited patent documents are incorporated by reference herein in their entirety, and the level of the technical field to which the present invention belongs and the contents of the present invention are more clearly described.

본 발명자들은 색전 미세구 제조 시스템을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 액적 형성용 랩온어칩에 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서 또는/및 3차원 유체역학 집속 장치를 결합함으로써, 비교적 간단한 방법으로 색전 미세구를 제조할 수 있고, 일정한 특정 크기를 가져 혈관 크기에 적합하며, 단순히 색전 미세구를 제조하는 것 이외에도 조영제를 봉입시켜 시술이 용이할 뿐만 아니라, 약리활성 물질이 탑재되어 있어 색전의 효율을 극대화시킬 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The inventors have sought to develop an embolic microsphere production system. As a result, the present inventors can manufacture embolic microspheres in a relatively simple method by combining a spiral lamination chaos micromixer or / and a three-dimensional hydrodynamic focusing device with a droplet-on wrap-on chip, and have a certain specific size The present invention was completed by confirming that it is suitable for the size, and in addition to simply preparing the embolic microspheres, it is easy to perform the procedure by encapsulating a contrast agent, and that the pharmacologically active substance is loaded to maximize the efficiency of embolization.

따라서, 본 발명의 목적은 조영제가 봉입된 색전 미세구 제조 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an embolic microsphere preparation system in which a contrast agent is encapsulated.

본 발명의 다른 목적은 상술한 시스템에 의해 제조된 조영제가 봉입된 색전 미세구를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an embolic microsphere in which a contrast agent prepared by the above-described system is enclosed.

본 발명의 또 다른 목적은 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구 제조 시스템을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an embolic microsphere preparation system on which a pharmacologically active substance is mounted.

본 발명의 다른 목적은 상기 시스템이 의해 제조된 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an embolic microsphere on which the pharmacologically active material produced by the system is mounted.

본 발명의 또 다른 목적은 조영제가 봉입되고 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구 제조 시스템을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an embolic microsphere manufacturing system in which a contrast agent is encapsulated and a pharmacologically active substance is loaded.

본 발명의 다른 목적은 상술한 시스템에 의해 제조된 조영제가 봉입되고 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide an embolic microsphere in which a contrast agent prepared by the above-described system is enclosed and a pharmacologically active substance is loaded.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 친수성 고분자 유체 및 조영제 유체가 각각 주입되어 친수성 고분자 유체에 조영제가 집속되게 하는 3차원 유체역학 집속 장치; 및 (b) 소수성 유체 및 상기 (a)의 3차원 유체역학 집속 장치에 의해 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함하는 색전 미세구 제조 시스템을 제공한다.According to one aspect of the invention, the present invention (a) a three-dimensional hydrodynamic focusing device for injecting a hydrophilic polymer fluid and a contrast medium fluid to focus the contrast agent on the hydrophilic polymer fluid; And (b) a droplet-forming lab-on-a-chip for injecting a hydrophobic fluid and a hydrophilic polymer fluid focused with a contrast agent fluid by the three-dimensional hydrodynamic focusing device of (a).

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체를 주입하여 혼합하는 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서; (b) 상기 (a) 마이크로 믹서에 의해 혼합된 약리활성 물질와 친수성 고분자 유체의 혼합 유체 및 조영제 유체가 각각 주입되어 상기 혼합 유체에 조영제가 집속되게 하는 3차원 유체역학 집속 장치; 및 (c) 소수성 유체 및 상기 (b)의 3차원 유체역학 집속 장치에 의해 조영제 유체가 집속된 혼합 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함하는 색전 미세구 제조 시스템을 제공한다.According to another aspect of the invention, the present invention (a) a spiral lamination chaos micro mixer for injecting and mixing the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid; (b) a three-dimensional hydrodynamic focusing device for injecting a mixed fluid and a contrast agent fluid of the pharmacologically active substance and the hydrophilic polymer fluid mixed by the micromixer to focus the contrast agent on the mixed fluid; And (c) a droplet-forming lab-on-a-chip for injecting a hydrophobic fluid and a mixed fluid in which the contrast medium is focused by the three-dimensional hydrodynamic focusing device of (b).

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체를 주입하여 혼합하는 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서; 및 (b) 소수성 유체 및 상기 (a)의 마이크로 믹서에 의해 혼합된 약리활성 물질와 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함하는 색전 미세구 제조 시스템을 제공한다.
According to another aspect of the invention, the present invention (a) a spiral lamination chaos micro mixer for injecting and mixing the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid; And (b) a droplet-forming lab-on-a-chip for injecting a hydrophobic fluid and a mixed fluid of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid mixed by the micromixer of (a), respectively.

본 발명자들은 액적 형성용 랩온어칩에 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서 또는/및 3차원 유체역학 집속 장치를 결합함으로써, 비교적 간단한 방법으로 색전 미세구를 제조할 수 있고, 일정한 특정 크기를 가져 혈관 크기에 적합하며, 단순히 색전 미세구를 제조하는 것 이외에도 조영제를 봉입시켜 시술이 용이할 뿐만 아니라, 약리활성 물질이 탑재되어 있어 색전의 효율을 극대화시켰다.
By combining the spiral lamination chaos micromixer or / and three-dimensional hydrodynamic focusing device with a droplet-on-a-chip for droplet formation, the present inventors can produce embolic microspheres in a relatively simple manner, and have a certain specific size to fit a blood vessel size. In addition to the preparation of embolic microspheres, the contrast agent is encapsulated to facilitate the procedure, and the pharmacologically active material is mounted to maximize the efficiency of embolization.

본 발명의 색전 미세구 제조 시스템은 크게 (A) 조영제가 봉입된 색전 미세구, (B) 약리활성물질이 탑재된 색전 미세구 및 (C) 조영제가 봉입되고 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구를 제조할 수 있다.
The embolic microsphere preparation system of the present invention is largely (A) embolic microspheres with contrast agent, (B) embolic microspheres with pharmacologically active substance and (C) embolic microspheres with contrast agent and pharmacologically active substance loaded Can be prepared.

(A) 조영제가 (A) The contrast agent 봉입된Enclosed 색전Embolism 미세구Microspheres 제조 시스템 Manufacturing system

본 발명의 조영제가 봉입된 색전 미세구 제조 시스템은 (a) 친수성 고분자 유체 및 조영제 유체가 각각 주입되어 친수성 고분자 유체에 조영제가 집속되게 하는 3차원 유체역학 집속 장치; 및 (b) 소수성 유체 및 상기 (a)의 3차원 유체역학 집속 장치에 의해 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함한다.The embolic microsphere preparation system in which the contrast agent is encapsulated includes (a) a three-dimensional hydrodynamic focusing device for injecting a hydrophilic polymer fluid and a contrast agent fluid to focus the contrast agent on the hydrophilic polymer fluid; And (b) a droplet-form wrap-on-a-chip for injecting a hydrophobic fluid and a hydrophilic polymer fluid in which a contrast agent fluid is focused by the three-dimensional hydrodynamic focusing device of (a).

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템에 포함되는 상기 (a) 3차원 유체역학 집속 장치는 친수성 고분자 유체를 주입하는 유입구와 조영제가 집속된 친수성 고분자 유체를 유출하는 유출구를 구비하는 주채널; 및 상기 주채널의 유입구와 유출구 사이에서 주채널에 일정한 간격으로 연통되어 교차 형성되고 한 쌍의 주입구를 구비하며 상기 주채널의 유입구에서부터 일정한 간격으로 배열된 부채널 1 내지 3을 포함하며, According to a preferred embodiment of the present invention, the (a) three-dimensional hydrodynamic focusing apparatus included in the system of the present invention includes a main inlet having an inlet for injecting a hydrophilic polymer fluid and an outlet for outflowing a hydrophilic polymer fluid in which a contrast agent is concentrated. channel; And subchannels 1 to 3 communicating with the main channel at regular intervals between the inlet and the outlet of the main channel and being formed to cross each other and having a pair of inlets, and arranged at regular intervals from the inlet of the main channel.

상기 부채널 1 및 2는 주채널의 아래층에 배치되고 교차 형성된 부분에는 부채널 1, 2 및 주채널의 폭이 국소적으로 감소되어 수직 집속부를 형성하고, 상기 부채널 3은 주채널과 같은 층에 배치되고 교차 형성된 부분에는 부채널 3 및 주채널의 폭의 변화가 없이 수평 집속부를 형성한다.The subchannels 1 and 2 are disposed on a lower layer of the main channel, and the widths of the subchannels 1, 2 and the main channel are locally reduced in the intersected portion to form a vertical focusing portion, and the subchannel 3 is the same layer as the main channel. The horizontal focusing portion is formed in the portion arranged and intersected in the subchannel 3 and the main channel without changing the width.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템에 포함되는 상기 (b) 액적 형성용 랩온어칩은 소수성 유체가 유입되는 유입구를 구비한 한 쌍의 측면 채널을 포함하고, 상기 측면 채널의 합류점에는 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체가 유입되는 유입구 및 상기 소수성 유체와 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체가 유출되는 유출구를 구비하며, 상기 유출구에는 유출구와 연통되어 국소적으로 직경이 감소하는 합류채널, 직경이 급격히 증가하고 일정한 직경을 형성하는 합류채널 및 튜브를 포함하고, 상기 유출구로 지나 합류 채널을 흐르는 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체는 소수성 유체와 합류하여 표면 장력의 차이로 인해 미세 액적이 형성된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the droplet forming wrap-on chip included in the system of the present invention includes a pair of side channels having an inlet through which a hydrophobic fluid is introduced, The confluence point has an inlet through which a hydrophilic polymer fluid condensed with the contrast agent fluid is introduced, and an outlet through which the hydrophilic polymer fluid with which the hydrophobic fluid and the contrast agent fluid is condensed is discharged, and the outlet is in communication with the outlet and has a locally reduced diameter. A hydrophilic polymer fluid comprising a channel, a confluence channel and a tube of which the diameter increases rapidly and forms a constant diameter, and the contrast agent fluid flowing through the condensation channel through the outlet is condensed with the hydrophobic fluid to form a microfluidic fluid due to a difference in surface tension. Enemies are formed.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템에 포함되는 상기 (a) 3차원 유체역학 집속 장치의 주채널의 유입구와 부채널 2 및 3의 주입구에는 동일한 또는 서로 다른 친수성 고분자 유체가 주입되고, 부채널 1에는 조영제가 주입된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the same or different hydrophilic polymer fluid in the inlet of the main channel and the inlet of the subchannels 2 and 3 of the (a) three-dimensional hydrodynamic focusing apparatus included in the system of the present invention The subchannel 1 is injected with a contrast agent.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템에 이용되는 친수성 고분자 유체는 폴리 N-이소프로필아크릴아미드(PNIPam), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 키토산, 알지네이트, 키틴, 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)(PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 폴리(락트산-co-글리콜산)(PLGA), 폴리(L-락트산-co-카프로락톤)(PLCL), 폴리(글리콜산-co-카프로락톤)(PGCL), 히알루론산, 콘드로이틴 설페이트, 더마탄(dermatan) 설페이트, 카르복시메틸셀룰로오스, 헤파란 설페이트, 헤파린, 케라탄 설페이트, 카르복시메틸하이드록시에틸셀룰로오스, 셀룰로오스 설페이트, 셀룰로오스 포스페이트, 카르복시메틸구아르, 카르복시메틸하이드록시프로필구아르, 카르복시메틸하이드록시에틸구아르, 잔탄검, 겔란검(gellan gum), 웰란검(welan gum), 람산검(rhamsan gum), 아가로스, 푸르셀라란(furcellaran), 펙틴, 아라비아 고무, 트라가칸트 고무(gum tragacanth), 카라기난(carrageenans), 스타치 포스페이트, 스타치 숙시네이트, 글리코아미노글리칸, 폴리사카라이드, 폴리펩타이드, 아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 디메틸아크릴아미드, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 비닐설폰산, 스티렌카르복실산 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판설폰산, 비닐포스폰산, 2-메틸아크릴로일옥시에틸설폰산, 젤라틴 및 콜라겐으로 구성된 군으로부터 최소 1종 이상 선택되는 생분해성 고분자이다.According to another preferred embodiment of the present invention, the hydrophilic polymer fluid used in the system of the present invention is poly N-isopropylacrylamide (PNIPam), polyethylene glycol (PEG), chitosan, alginate, chitin, poly (L-lactic acid). (PLLA), poly (D, L-lactic acid) (PDLLA), poly (glycolic acid) (PGA), poly (caprolactone) (PCL), poly (hydroxyalkanoate), polydioxanone (PDS), Polytrimethylene carbonate, poly (lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA), poly (L-lactic acid-co-caprolactone) (PLCL), poly (glycolic acid-co-caprolactone) (PGCL), hyaluronic acid , Chondroitin sulfate, dermatan sulfate, carboxymethylcellulose, heparan sulfate, heparin, keratan sulfate, carboxymethylhydroxyethylcellulose, cellulose sulfate, cellulose phosphate, carboxymethylgua, carboxymethylhydroxypropylguar , Carboxy Tylhydroxyethylguar, xanthan gum, gellan gum, welan gum, rhamsan gum, agarose, furcellaran, pectin, gum arabic, tragacanth rubber (gum tragacanth), carrageenans, starch phosphate, starch succinate, glycoaminoglycans, polysaccharides, polypeptides, acrylamides, N-vinylpyrrolidone, dimethylacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid At least 1 from the group consisting of maleic anhydride, vinylsulfonic acid, styrenecarboxylic 2-acrylamido-2-methyl-propanesulfonic acid, vinylphosphonic acid, 2-methylacryloyloxyethylsulfonic acid, gelatin and collagen It is a biodegradable polymer selected from more than one species.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 이용되는 친수성 고분자 유체는 가교제, 경화제 및 가교제와 경화제를 구성된 군으로부터 선택되는 것을 추가적으로 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the hydrophilic polymer fluid used in the present invention further includes a crosslinking agent, a curing agent, and one selected from the group consisting of a crosslinking agent and a curing agent.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템에 의해 봉입되는 조영제는 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제, CT(computed tomography) 조영제, SPECT(single photon emission computed tomography) 조영제, PET(positron emission tomography), BL(bioluminescence) 조영제, 광학 조영제, X-ray 조영제 및 초음파 조영제로 구성된 군으로부터 선택된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the contrast agent encapsulated by the system of the present invention, magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent, computed tomography (CT) contrast agent, single photon emission computed tomography (SPECT) contrast agent, positron emission tomography ), BL (bioluminescence) contrast agent, optical contrast agent, X-ray contrast agent and ultrasound contrast agent.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 액적 형성용 랩온어칩에 주입되는 소수성 유체는 헥사데칸, 파라핀 오일, 이소프로필 미리스테이트, 실리콘 오일, 해바라기유, 옥수수유, 대두유, 아보카도유, 참깨유, 호호바유, 올리브유, 너트유, 스쿠알란, 어유, 에톡시레이티드 알킬에테르계오일, 프로폭시레이티드알킬에테르계오일, 피토스핑고신, 스핑고신, 스핑가닌, 세레브로사이드, 콜레스테롤, 캄페스테롤, 베타시토스테롤, 후코스테롤, 콜레스테릴설페이트, 시토스테릴설페이트, C10 -40 지방알코올 및 세라마이드으로 구성된 군으로부터 선택된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the hydrophobic fluid injected into the droplet-on wrap chip of the present invention is hexadecane, paraffin oil, isopropyl myristate, silicone oil, sunflower oil, corn oil, soybean oil, avocado oil , Sesame oil, jojoba oil, olive oil, nut oil, squalane, fish oil, ethoxylated alkyl ether oil, propoxylated alkyl ether oil, phytosphingosine, sphingosine, sphinginine, cerebrose, is selected from cholesterol, campesterol, beta-sitosterol, sterol fucoidan, cholesteryl sulfate, cholesteryl sulfate, cytokines, the group consisting of C 10 -40 fatty alcohol and ceramides.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 3차원 유체역학 집속 장치의 부채널 1의 수직 집속부를 통과한 유체는 층류에 의해 위에서부터 주채널로 유입된 친수성 고분자 유체층 및 부채널 1로 유입된 조영제층으로 이중층을 형성하고, 상기 부채널 2의 수직 집속부를 통과한 유체는 층류에 의해 위에서부터 주채널로 유입된 친수성 고분자 유체층, 부채널 1로 유입된 조영제층 및 부채널 2로 유입된 친수성 고분자 유체층으로 삼중층을 형성하며, 상기 부채널 3의 수평 집속부를 통과한 유체는 동심원상으로 정중앙에서부터 부채널 1로 유입된 조영제층, 주채널, 부채널 2 및 부채널 3으로 유입된 친수성 고분자 유체층으로 형성된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the fluid passing through the vertical focusing portion of subchannel 1 of the three-dimensional hydrodynamic focusing device of the present invention is transferred to the main channel and the hydrophilic polymer fluid layer introduced from the top into the main channel by laminar flow. A double layer is formed of the introduced contrast agent layer, and the fluid passing through the vertical focusing part of the subchannel 2 flows into the hydrophilic polymer fluid layer introduced into the main channel from the top by laminar flow, the contrast agent layer introduced into the subchannel 1, and the subchannel 2. A triple layer is formed of the introduced hydrophilic polymer fluid layer, and the fluid passing through the horizontal focusing portion of the subchannel 3 is concentrically transferred from the center to the subchannel 1 to the contrast agent layer, the main channel, the subchannel 2, and the subchannel 3. It is formed into the introduced hydrophilic polymer fluid layer.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 랩온어칩의 합류 채널에 형성된 미세 액적에 UV를 조사하여 친수성 고분자 유체를 경화시킨다.
According to another preferred embodiment of the present invention, UV is irradiated to the microdroplets formed in the confluence channel of the lab-on-a-chip of the present invention to cure the hydrophilic polymer fluid.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 색전 미세구 제조 시스템을 이용하여 조영제가 봉입된 색전 미세구를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides an embolic microsphere in which a contrast agent is encapsulated using the above-described embolic microsphere production system of the present invention.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조영제가 봉입된 색전 미세구는 미세구의 직경은 400-600 마이크론(micron)이다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the embolic microspheres in which the contrast agent of the present invention is encapsulated have a diameter of 400-600 microns.

(B) 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구 제조 시스템 (B) embolism with pharmacologically active substance Microsphere Manufacturing System

약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구 제조 시스템은 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서와 액적 형성용 랩온어칩를 결합하여 구성될 수 있다.The embolic microsphere manufacturing system equipped with the pharmacologically active material may be configured by combining a spiral lamination chaos micro mixer and a lab-on-a-chip for droplet formation.

본 발명의 시스템은 (a) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체를 주입하여 혼합하는 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서; 및 (b) 소수성 유체 및 상기 (a)의 마이크로 믹서에 의해 혼합된 약리활성 물질와 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함한다.The system of the present invention comprises: (a) a spiral lamination chaos micromixer for injecting and mixing a pharmacologically active substance and a hydrophilic polymer fluid; And (b) a droplet-forming wrap-on chip for injecting a hydrophobic fluid and a mixed fluid of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid mixed by the micromixer of (a), respectively.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템에 포함되는 (a) 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서는 (ⅰ) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체가 주입되는 적어도 한 쌍의 주입구를 구비하며 주입된 유체가 합류되어 지나는 유입채널; (ⅱ) 상기 주입된 유체가 혼합되어 액적 형성용 랩온어칩으로 유출되는 유출채널; (ⅲ) 상기 유입채널과 유출채널 사이에서 이들과 연결되면서 연이어 배치되어 3차원 나선형 유로를 형성하면서 상기 주입된 유체를 혼합시키는 제1 혼합유닛과 제2 혼합유닛을 구비하는 혼합부를 포함하고,According to a preferred embodiment of the present invention, (a) the spiral lamination chaos micromixer included in the system of the present invention includes (i) at least one pair of inlets into which the pharmacologically active substance and the hydrophilic polymer fluid are injected, and the injected fluid is Inflow channel passing through; (Ii) an outlet channel through which the injected fluid is mixed and discharged to the droplet-on-a-chip; (Iii) a mixing part including a first mixing unit and a second mixing unit for mixing the injected fluid while being arranged in series with each other while being connected between the inflow channel and the outflow channel to form a three-dimensional spiral flow path,

상기 제1 혼합유닛은, 상기 유입채널로부터 분지(分枝)되어 상기 유입채널 내 유체 진행방향에 대한 제1 측편을 향해 연장되면서 상기 합류된 유체가 재분할되어 지나는 적어도 한 쌍의 1차 분할채널과, 상기 1차 분할채널과 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 1차 분할채널의 각 끝단과 연통되어 분할된 유체가 합류되어 지나는 1차 합류채널을 포함하며,The first mixing unit may include at least a pair of primary split channels branched from the inflow channel and extending toward the first side with respect to the direction of fluid flow in the inflow channel, through which the joined fluid is repartitioned; And a primary confluence channel disposed in a different layer from the primary partition channel and communicating with each end of the primary partition channel to allow the divided fluid to join.

상기 제2 혼합유닛은, 상기 1차 합류채널로부터 분지(分枝)되어 상기 제1 측편과 반대방향인 제2 측편을 향해 연장되면서 상기 합류된 유체가 재분할되어 지나는 적어도 한 쌍의 2차 분할채널과, 상기 2차 분할채널과 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 2차 분할채널의 각 끝단과 연통되어 분할된 유체가 합류되어 지나는 2차 합류채널을 포함하고, 상기 2차 합류채널은 상기 유출채널로 이어지면서, 상기 주입된 유체를 3차원 나선형 유로를 통하여 이송하며 분할 및 재 배열과 카오스 이류의 카오스 혼합 메커니즘을 결합하여 혼합시킨다.The second mixing unit includes at least one pair of secondary split channels branched from the primary confluence channel and extending toward the second side piece in a direction opposite to the first side piece, through which the joined fluid is subdivided. And a secondary confluence channel disposed in a different layer from the secondary partition channel and communicating with each end of the secondary partition channel to allow the divided fluid to join, and the secondary confluence channel to the outlet channel. Subsequently, the injected fluid is transported through a three-dimensional spiral flow path and combined to combine the split and rearrangement and the chaotic mixing mechanism of the chaotic advection.

본 발명의 보다 바람직한 구현예에 따르면, 상기 1차 분할채널은, 상기 유입채널과 나란한 방향으로 이어지는 주채널과, 상기 제1 측편을 향해 상기 주채널의 진행방향에 대하여 실질적으로 직각 방향으로 꺾어져 형성되는 분지채널을 포함한다.According to a more preferred embodiment of the present invention, the primary split channel is a main channel extending in a direction parallel to the inflow channel, and is bent in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the main channel toward the first side piece. A branch channel is formed.

본 발명의 보다 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 2차 분할채널은, 상기 유입채널과 나란한 방향으로 이어지는 주채널과, 상기 제2 측편을 향해 상기 주채널의 진행방향에 대하여 실질적으로 직각 방향으로 꺾어져 형성되는 분지채널을 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the secondary divided channel, the main channel leading in a direction parallel to the inflow channel, and the second side to the direction substantially perpendicular to the direction of travel of the main channel toward the second side And branching channels formed.

본 발명의 보다 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 혼합부는 연이어 배치되는 제1 혼합유닛과 제2 혼합유닛이 교번하여 다수 반복되어 구비된다.According to still another preferred embodiment of the present invention, the mixing portion is provided with a plurality of first and second mixing units alternately arranged alternately.

본 발명의 보다 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 제1 혼합유닛의 1차 분할채널은 상기 제2 혼합유닛의 2차 분할채널과 서로 다른 층으로 형성되고, 상기 제1 혼합유닛의 1차 합류채널은 상기 제2 혼합유닛의 2차 합류채널과 서로 다른 층으로 형성된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the primary splitting channel of the first mixing unit is formed in a different layer from the secondary splitting channel of the second mixing unit, and the primary confluence channel of the first mixing unit Is formed in a different layer from the secondary confluence channel of the second mixing unit.

본 발명의 보다 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 제1 혼합유닛의 1차 합류채널은 상기 제2 혼합유닛의 2차 분할채널과 같은 층에 형성된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the primary confluence channel of the first mixing unit is formed in the same layer as the secondary division channel of the second mixing unit.

본 발명의 보다 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 1차 및 2차 분할채널과 상기 1차 및 2차 합류채널은, 상기 각 분할채널을 통하여 분할된 유체가 상기 각 합류채널을 통해 재결합 지점까지 이송되는 동안 각각 동일한 거리만큼 이동하도록 형성된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the primary and secondary split channel and the primary and secondary confluence channel, the fluid divided through the respective divided channel is transferred to the recombination point through the respective confluence channel Are formed to move by the same distance each.

본 발명의 보다 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 혼합유닛의 합류채널에 협착부가 형성되고, 보다 더 바람직하게는 상기 협착부는 상기 혼합유닛의 합류채널이 상기 분할채널과 만나는 지점에 형성되며, 가장 바람직하게는 상기 합류채널과 만나는 상기 분할채널의 끝단에 협착부가 형성된다.
According to another preferred embodiment of the present invention, a constriction is formed in the confluence channel of the mixing unit, even more preferably the constriction is formed at the point where the confluence channel of the mixing unit meets the split channel. Preferably, a constriction is formed at the end of the split channel that meets the confluence channel.

또한, 본 발명의 시스템에 포함되는 (b) 소수성 유체 및 상기 (a)의 마이크로 믹서에 의해 혼합된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩은 상기 (A) 시스템에 포함된 액적 형성용 랩온어칩과 3차원 유체역학집속장치에 의해 조영제가 봉입된다는 점을 제외하고는 동일하므로 동일한 내용에 대해서는 명세서의 번잡성을 회피하기 위해서 생략한다.In addition, the droplet-forming wrap-on-a-chip which (b) the hydrophobic fluid and the pharmacologically active material and hydrophilic polymer fluid mixed by the micromixer of (a) included in the system of the present invention are respectively injected is (A). The same contents are omitted to avoid the complexity of the specification, except that the contrast agent is encapsulated by the droplet-forming wrap-on-a-chip included in the system and the three-dimensional hydrodynamic focusing device.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 시스템에 의해 탑재되는 약리활성 물질은 항암제이다.According to another preferred embodiment of the invention, the pharmacologically active substance to be loaded by the system in the present invention is an anticancer agent.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 시스템에 의해 제조된 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides embolic microspheres on which the pharmacologically active substance prepared by the above-described system of the present invention is mounted.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구는 미세구의 직경은 400-600 마이크론(micron)이다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the embolic microspheres on which the pharmacologically active substance of the present invention is mounted have a diameter of 400-600 microns.

(C) 조영제가 (C) The contrast agent 봉입되고Being enclosed 약리활성 물질이 탑재된  With pharmacologically active substance 색전Embolism 미세구Microspheres 제조 시스템 Manufacturing system

본 발명의 조영제가 봉입되고 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구 제조 시스템은 (a) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체를 주입하여 혼합하는 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서; (b) 상기 (a) 마이크로 믹서에 의해 혼합된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체 및 조영제 유체가 각각 주입되어 상기 혼합 유체에 조영제가 집속되게 하는 3차원 유체역학 집속 장치; 및 (c) 소수성 유체 및 상기 (b)의 3차원 유체역학 집속 장치에 의해 조영제 유체가 집속된 혼합 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함한다.
The embolic microsphere preparation system in which the contrast agent of the present invention is encapsulated and the pharmacologically active substance is loaded includes: (a) a spiral lamination chaos micromixer injecting and mixing the pharmacologically active substance and the hydrophilic polymer fluid; (b) a three-dimensional hydrodynamic focusing apparatus for injecting a mixed fluid and a contrast agent fluid of the pharmacologically active substance and the hydrophilic polymer fluid mixed by the micromixer to focus the contrast agent on the mixed fluid; And (c) a droplet-forming lab-on-a-chip for injecting a hydrophobic fluid and a mixed fluid in which the contrast medium is focused by the three-dimensional hydrodynamic focusing device of (b).

본 발명의 시스템에 포함되는 (a) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체를 주입하여 혼합하는 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서와 상술한 (B) 시스템에 포함되는 마이크로 믹서와 동일한 내용에 대해서는 명세서의 중복을 방지하기 위해서 생략한다.To avoid duplication of specification for the same content as (a) the helical lamination chaos micromixer injecting and mixing the pharmacologically active substance and the hydrophilic polymer fluid included in the system of the present invention and the micromixer included in the system (B) described above. Omitted for this purpose.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템에 포함되는 (a) 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서는 (ⅰ) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체가 주입되는 적어도 한 쌍의 주입구를 구비하며 주입된 유체가 합류되어 지나는 유입채널; (ⅱ) 상기 주입된 유체가 혼합되어 3차원 유체역학 집속 장치로 유출되는 유출채널; (ⅲ) 상기 유입채널과 유출채널 사이에서 이들과 연결되면서 연이어 배치되어 3차원 나선형 유로를 형성하면서 상기 주입된 유체를 혼합시키는 제1 혼합유닛과 제2 혼합유닛을 구비하는 혼합부를 포함하고,According to a preferred embodiment of the present invention, (a) the spiral lamination chaos micromixer included in the system of the present invention includes (i) at least one pair of inlets into which the pharmacologically active substance and the hydrophilic polymer fluid are injected, and the injected fluid is Inflow channel passing through; (Ii) an outlet channel through which the injected fluid is mixed and discharged to a three-dimensional hydrodynamic focusing device; (Iii) a mixing part including a first mixing unit and a second mixing unit for mixing the injected fluid while being arranged in series with each other while being connected between the inflow channel and the outflow channel to form a three-dimensional spiral flow path,

상기 제1 혼합유닛은, 상기 유입채널로부터 분지(分枝)되어 상기 유입채널 내 유체 진행방향에 대한 제1 측편을 향해 연장되면서 상기 합류된 유체가 재분할되어 지나는 적어도 한 쌍의 1차 분할채널과, 상기 1차 분할채널과 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 1차 분할채널의 각 끝단과 연통되어 분할된 유체가 합류되어 지나는 1차 합류채널을 포함하며,The first mixing unit may include at least a pair of primary split channels branched from the inflow channel and extending toward the first side with respect to the direction of fluid flow in the inflow channel, through which the joined fluid is repartitioned; And a primary confluence channel disposed in a different layer from the primary partition channel and communicating with each end of the primary partition channel to allow the divided fluid to join.

상기 제2 혼합유닛은, 상기 1차 합류채널로부터 분지(分枝)되어 상기 제1 측편과 반대방향인 제2 측편을 향해 연장되면서 상기 합류된 유체가 재분할되어 지나는 적어도 한 쌍의 2차 분할채널과, 상기 2차 분할채널과 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 2차 분할채널의 각 끝단과 연통되어 분할된 유체가 합류되어 지나는 2차 합류채널을 포함하고, 상기 2차 합류채널은 상기 유출채널로 이어지면서, 상기 주입된 유체를 3차원 나선형 유로를 통하여 이송하며 분할 및 재 배열과 카오스 이류의 카오스 혼합 메커니즘을 결합하여 혼합시킨다.
The second mixing unit includes at least one pair of secondary split channels branched from the primary confluence channel and extending toward the second side piece in a direction opposite to the first side piece, through which the joined fluid is subdivided. And a secondary confluence channel disposed in a different layer from the secondary partition channel and communicating with each end of the secondary partition channel to allow the divided fluid to join, and the secondary confluence channel to the outlet channel. Subsequently, the injected fluid is transported through a three-dimensional spiral flow path and combined to combine the split and rearrangement and the chaotic mixing mechanism of the chaotic advection.

본 발명의 시스템에 포함되는 3차원 유체역학 집속 장치는 상기 (A) 시스템에 포함되는 3차원 유체역학 집속 장치와 동일하나 본 발명의 시스템은 약리활성 물질이 탑재된다는 점에서 차이가 난다.The three-dimensional hydrodynamic focusing apparatus included in the system of the present invention is the same as the three-dimensional hydrodynamic focusing apparatus included in the system (A), but the system of the present invention differs in that the pharmacologically active substance is loaded.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 (b) 3차원 유체역학 집속 장치는 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체를 혼합한 혼합유체를 주입하는 유입구와 조영제가 집속된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합유체를 유출하는 유출구를 구비하는 주채널; 및 상기 주채널의 유입구와 유출구 사이에서 주채널에 일정한 간격으로 연통되어 교차 형성되고 한 쌍의 주입구를 구비하며 상기 주채널의 유입구에서부터 일정한 간격으로 배열된 부채널 1 내지 3을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, (b) the three-dimensional hydrodynamic focusing device is a mixture of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid in which the inlet and the contrast agent is injected and the fluid mixed with the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid A main channel having an outlet for outflowing the fluid; And subchannels 1 to 3 communicating with the main channel at regular intervals between the inlets and the outlets of the main channel and being formed to cross each other, having a pair of inlets, and arranged at regular intervals from the inlet of the main channel.

본 발명의 보다 바람직한 구현예에 따르면, 상기 부채널 1 및 2는 주채널의 아래층에 배치되고 교차 형성된 부분에는 부채널 1, 2 및 주채널의 폭이 국소적으로 감소되어 수직 집속부를 형성하고, 상기 부채널 3은 주채널과 같은 층에 배치되고 교차 형성된 부분에는 부채널 3 및 주채널의 폭의 변화가 없이 수평 집속부를 형성한다.According to a more preferred embodiment of the present invention, the sub-channels 1 and 2 are disposed on the lower layer of the main channel and the cross-section portion of the sub-channel 1, 2 and the width of the main channel is locally reduced to form a vertical focusing portion, The subchannel 3 is disposed on the same layer as the main channel and forms a horizontal focusing part in the cross-sectioned portion without changing the width of the subchannel 3 and the main channel.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템에 포함되는 상기 (c) 액적 형성용 랩온어칩은 소수성 유체가 유입되는 유입구를 구비한 한 쌍의 측면 채널을 포함하고, 상기 측면 채널의 합류점에는 조영제 유체가 집속된 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 유입되는 유입구 및 상기 소수성 유체와 조영제 유체가 집속된 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 유출되는 유출구를 구비하며, 상기 유출구에는 유출구와 연통되어 국소적으로 직경이 감소하는 합류채널, 직경이 급격히 증가하고 일정한 직경을 형성하는 합류채널 및 튜브를 포함하고, 상기 유출구로 지나 합류 채널을 흐르는 조영제 유체가 집속된 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합유체는 소수성 유체와 합류하여 표면 장력의 차이로 인해 미세 액적이 형성된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the droplet forming wrap-on chip included in the system of the present invention includes a pair of side channels having an inlet through which a hydrophobic fluid is introduced, The confluence point includes an inlet through which a mixed fluid of pharmacologically active material and a hydrophilic polymer fluid is concentrated, and an outlet through which a mixed fluid of pharmacologically active material and a hydrophilic polymer fluid, wherein the hydrophobic fluid and a contrast agent fluid are concentrated, flows out. The outlet port includes a confluence channel communicating with the outlet port and having a locally reduced diameter, a conduit channel and tube rapidly increasing in diameter, and forming a constant diameter, and the pharmacologically active substance concentrated with a contrast agent fluid flowing through the conduit channel through the outlet port. And the mixed fluid of the hydrophilic polymer fluid is combined with the hydrophobic fluid to obtain a difference in surface tension. Due to the formation of fine droplets.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 주채널의 유입구와 부채널 2 및 3의 주입구에는 동일한 또는 서로 다른 친수성 고분자 유체가 주입되고, 부채널 1에는 조영제가 주입된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the same or different hydrophilic polymer fluid is injected into the inlet of the main channel and the inlets of the subchannels 2 and 3, and contrast medium is injected into the subchannel 1.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 시스템에 의해 탑재되는 약리활성 물질은 항암제이다.According to another preferred embodiment of the invention, the pharmacologically active substance to be loaded by the system in the present invention is an anticancer agent.

본 발명의 (C) 시스템에서 이용되는 친수성 고분자 유체, 상기 유체에 추가적으로 포함되는 성분, 조영제 및 소수성 유체는 본 발명의 (A) 시스템에 이용되는 것과 동일하므로, 명세서의 번잡성을 피하기 위하여 동일한 내용은 생략한다.The hydrophilic polymer fluid used in the system (C) of the present invention, the components additionally included in the fluid, the contrast agent and the hydrophobic fluid are the same as those used in the system (A) of the present invention, and thus the same contents are used to avoid the complexity of the specification. Is omitted.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 시스템의 상기 부채널 1의 수직 집속부를 통과한 유체는 층류에 의해 위에서부터 주채널로 유입된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체층 및 부채널 1로 유입된 조영제층으로 이중층을 형성하고, 상기 부채널 2의 수직 집속부를 통과한 유체는 층류에 의해 위에서부터 주채널로 유입된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체층, 부채널 1로 유입된 조영제층 및 부채널 2로 유입된 친수성 고분자 유체층으로 삼중층을 형성하며, 상기 부채널 3의 수평 집속부를 통과한 유체는 동심원상으로 정중앙에서부터 부채널 1로 유입된 조영제층, 주채널, 부채널 2 및 부채널 3으로 유입된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체층으로 형성된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the fluid passing through the vertical focusing section of subchannel 1 of the system of the present invention is a mixed fluid layer and part of pharmacologically active material and hydrophilic polymer fluid introduced into the main channel from above by laminar flow. A double layer is formed of the contrast agent layer introduced into the channel 1, and the fluid passing through the vertical focusing part of the subchannel 2 is a mixed fluid layer of the pharmacologically active substance and the hydrophilic polymer fluid introduced from the top into the main channel by laminar flow, and the subchannel 1 Contrast layer introduced into the subchannel 2 and the hydrophilic polymer fluid layer introduced into the triple layer is formed, the fluid passing through the horizontal focusing portion of the subchannel 3 is the contrast agent layer introduced into the subchannel 1 from the center, concentrically, the main channel And a mixed fluid layer of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid introduced into the channels, the subchannels 2 and the subchannels 3.

본 발명의 보다 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 액적 형성용 랩온어칩의 합류 채널에 형성된 조영제 유체가 집속된 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합유체의 미세액적에 UV를 조사하여 친수성 고분자 유체를 경화시킨다.
According to a more preferred embodiment of the present invention, the hydrophilic polymer fluid by irradiating UV to the microdroplets of the mixed fluid of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid focused on the contrast agent fluid formed in the confluence channel of the droplet-on-a-chip chip of the present invention Harden.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 시스템에 의해 제조된 조영제가 봉입되고 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides an embolic microsphere in which a contrast agent prepared by the above-described system of the present invention is enclosed and a pharmacologically active substance is loaded.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조영제가 봉입되고 약리활성 물질이 탑재된 색전 미세구는 미세구의 직경은 400-600 마이크론(micron)이다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the embolic microspheres encapsulated with the contrast agent of the present invention and loaded with the pharmacologically active substance have a diameter of 400-600 microns.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명은 색전 미세구 제조 시스템 및 상기 시스템을 이용하여 제조된 색전 미세구를 제공한다.(a) The present invention provides an embolic microsphere production system and an embolic microsphere manufactured using the system.

(b) 본 발명의 색전 미세구 제조 시스템은 조영제 또는/및 약리활성 물질(항암제)를 색전 미세구에 봉입 또는/및 탑재하여 종양조직 주변에 형성된 혈관에 적용되는 색전술, 조영제 또는 약물 전달 시스템(drug delivery system, DDS)에 이용하기 위한 색전 미세구를 간단하고 효율적으로 제조할 수 있다.(b) The embolic microsphere production system of the present invention is an embolization, contrast agent or drug delivery system that is applied to blood vessels formed around tumor tissue by encapsulating or / and mounting a contrast agent or / and pharmacologically active substance (anticancer agent) ( Embolization microspheres for use in drug delivery systems (DDS) can be prepared simply and efficiently.

(c) 또한, 상기 시스템을 통하여 제조된 색전 미세구의 평균 직경은 400-600 마이크론으로 일정하여 혈관 크기에 적합하고, 약리활성 물질을 탑재되는 경우에는 색전술의 효율을 극대화 시킬 수 있다.(c) In addition, the average diameter of the embolic microspheres prepared through the system is constant to 400-600 microns to fit the blood vessel size, and when the pharmacologically active material is loaded can maximize the efficiency of embolization.

(d) 한편, 조영제가 봉입된 색전 미세구는 시술의 용이함을 부여한다.(d) On the other hand, the embolic microspheres in which the contrast agent is enclosed provide the ease of the procedure.

(e) 본 발명의 시스템에 포함되는 나선형 마이크로 믹서 및 3D-HFMD는 조영제 또는 항암제를 미세유체역학적으로 혼합 또는 봉입할 수 있다.
(e) The helical micromixer and 3D-HFMD included in the system of the present invention may microfluidically mix or encapsulate a contrast agent or an anticancer agent.

도 1은 미세 액적이 만들어지는 과정을 보여주는 도식도이다.
도 2는 액적 형성용 랩온어칩을 제조하기 위한 PDMS 주조 공정을 보여주는 도식도이다.
도 3은 미세구 액적 제작 실험 장치를 보여주는 사진이다.
도 4는 미세구 액적 생성 후 합류 채널 및 튜브를 유동하는 과정을 보여주는 사진이다.
도 5는 합류 채널을 지나 튜브 출구에 UV 램프로 미세구 액적을 경화시키는 과정을 보여주는 사진이다.
도 6은 3차원 유체역학 집속 장치(3-dimensional hydrodynamic focusing microfluidic device, 3D-HFMD)의 도식도이다.
도 7은 3D-HFMD를 이용하여 SPIO를 친수성 유체 내부에 봉입(encapsulation) 시키는 방법에 대한 도식도이다.
도 8a는 SLM(serpentine laminating micromixer)를 보여주는 도식도이고, 도 8b는 주입된 유체가 분할 및 적층되는 과정을 보여준다.
도 9는 혈관 맞춤형 기능성 고분자-조영제(SPIO)-약리활성 물질(항암제) 미세구 제작과정을 보여주는 도식도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 액적 형성용 랩온어칩;
110, 111: 측면 채널; 120: 유입구; 130: 유출구; 140; 국소적으로 직경이 감소하는 합류채널; 150: 직경이 급격히 증가하고 일정한 직경을 형성하는 합류채널; 160: 측면 채널의 합류점;
200: 3차원 유체역학 집속 장치;
210: 주채널; 220, 230, 240: 부채널 1 내지 3;
211: 외피(sheath) 유동 A를 주입하는 유입구; 212: 코어 유동이 집속된 외피 유동(A, B, C)을 유출하는 유출구; 221, 222: 부채널 1의 주입구; 231, 232: 부채널 2의 주입구; 241, 242: 부채널 3의 주입구; 250: 수직 집속부; 260: 수평 집속부;
300: 나선형 마이크로 믹서;
12: 유입채널: 12a, 12b: 유체의 주입구; 13: 유출채널; 15: 혼합부; 20: 제1 혼합유닛; 21, 22: 1차 분할채널; 23: 1차 합류채널; 30: 제2 혼합유닛; 31, 32: 2차 분할채널; 31, 32: 2차 분할채널; 33: 2차 합류채널; 34: 확장부; 51: 최종 합류채널.
1 is a schematic diagram showing a process of making microdroplets.
2 is a schematic view showing a PDMS casting process for manufacturing a droplet-on wrap chip.
Figure 3 is a photograph showing the microsphere droplet preparation experimental apparatus.
4 is a photograph showing the flow of the confluence channel and the tube after the generation of microsphere droplets.
5 is a photograph showing the process of curing the microsphere droplets with UV lamps at the tube exit through the confluence channel.
6 is a schematic of a three-dimensional hydrodynamic focusing microfluidic device (3D-HFMD).
7 is a schematic diagram of a method for encapsulation of SPIO into a hydrophilic fluid using 3D-HFMD.
8A is a schematic diagram showing a serpentine laminating micromixer (SLM), and FIG. 8B shows a process of dividing and stacking the injected fluid.
Figure 9 is a schematic diagram showing the process of producing a blood vessel tailored functional polymer-contrast agent (SPIO) -pharmacologically active substance (anticancer agent) microspheres.
<Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: lab-on-a-chip for droplet formation;
110, 111: side channel; 120: inlet; 130: outlet; 140; A confluence channel of locally decreasing diameter; 150: a confluence channel in which the diameter rapidly increases and forms a constant diameter; 160: confluence of the side channels;
200: three-dimensional hydrodynamic focusing device;
210: main channel; 220, 230, 240: subchannels 1 to 3;
211: inlet for injecting sheath flow A; 212: an outlet for outflow of the enveloped flows A, B, and C where the core flow is focused; 221, 222: inlet of subchannel 1; 231, 232: inlet of subchannel 2; 241, 242: inlet of subchannel 3; 250: vertical focusing unit; 260: horizontal focusing unit;
300: spiral micro mixer;
12: inlet channel: 12a, 12b: inlet for fluid; 13: outlet channel; 15: mixing section; 20: first mixing unit; 21, 22: primary split channel; 23: primary joining channel; 30: second mixing unit; 31, 32: secondary split channel; 31, 32: secondary split channel; 33: secondary confluence channel; 34: extension; 51: final confluence channel.

이하, 도면을 참고한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention. It will be self-evident.

실시예Example

도 1은 미세 액적이 만들어지는 과정을 보여주는 도식도이고, 도 2는 액적 형성용 랩온어칩을 제조하기 위한 PDMS 주조 공정을 보여주는 도식도이며, 도 3은 미세구 액적 제작 실험 장치를 보여주는 사진이고, 도 4는 미세구 액적 생성 후 합류 채널 및 튜브를 유동하는 과정을 보여주는 사진이며, 도 5는 합류 채널을 지나 튜브 출구에 UV 램프로 미세구 액적을 경화시키는 과정을 보여주는 사진이다.1 is a schematic diagram showing a process of making micro droplets, Figure 2 is a schematic diagram showing a PDMS casting process for manufacturing a droplet-on wrap-on chip, Figure 3 is a photograph showing a microsphere droplet manufacturing experiment apparatus. 4 is a photograph showing a process of flowing the confluence channel and the tube after the creation of the microsphere droplets, Figure 5 is a photograph showing the process of curing the microsphere droplets through the UV channel to the tube exit through the confluence channel.

본 발명에서 액적 형성용 랩온어칩은 세가지 시스템 모두에서 공통적으로 이용된다.In the present invention, the droplet-on wrap-on chip is commonly used in all three systems.

도 1의 도식도에서 알 수 있듯이, 본 발명의 시스템에 포함되는 액적 형성용 랩온어칩(100)은 오일상 유체가 유입되는 유입구를 구비한 한 쌍의 측면 채널(110, 111)을 포함하고, 상기 측면 채널(110, 111)의 합류점(160)에는 친수성 고분자 유체가 유입되는 유입구(120) 및 상기 오일상 유체와 친수성 고분자 유체가 유출되는 유출구(130)를 구비하며, 상기 유출구(130)에는 유출구(130)와 연통되어 국소적으로 직경이 감소하는 합류채널(140), 직경이 급격한 증가하고 일정한 직경을 형성하는 합류채널(150) 및 튜브를 포함하고, 상기 유출구(130)로 지나 합류 채널(150)을 흐르는 친수성 고분자 유체는 오일상 유체와 합류하여 표면 장력의 차이로 인해 유체역학적 불안정성(hydrodynamic instability)에 의해 친수성 고분자 유체들은 미세 액적을 형성한다.As can be seen in the schematic diagram of FIG. 1, the droplet-form wrap-on-a-chip 100 included in the system of the present invention includes a pair of side channels 110 and 111 having an inlet through which an oily fluid is introduced. The confluence point 160 of the side channels 110 and 111 includes an inlet port 120 through which a hydrophilic polymer fluid flows in and an outlet port 130 through which the oily fluid and hydrophilic polymer fluid flow out, and the outlet port 130. The conduit includes a confluence channel 140 communicating with the outlet 130 and having a locally reduced diameter, a conduit channel 150 and a tube which rapidly increase in diameter and form a constant diameter, and pass through the outlet 130 to merge. The hydrophilic polymer fluid flowing through the channel 150 joins the oily fluid and hydrophilic polymer fluids form fine droplets due to hydrodynamic instability due to the difference in surface tension.

또한, 도 3의 사진에서 볼 수 있듯이, 소수성 유체는 A튜브를 통해 랩온어칩의 측면 채널(110, 111)로 유입되고, 친수성 고분자 유체는 B튜브를 통해 랩온어칩의 유입구(120)로 유입된다.
In addition, as shown in the photograph of FIG. 3, the hydrophobic fluid is introduced into the side channels 110 and 111 of the lab-on-a-chip through the A tube, and the hydrophilic polymer fluid is introduced into the inlet 120 of the lab-on-a-chip through the B tube. Inflow.

액적 형성용 랩온어칩(100) 제작공정으로는 사출 성형, 핫 엠보싱(hot embossing), UV-몰딩, 주조 등의 대량 생산 방법을 통해 COC(cyclic olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate), PS(polystyrene), PC(polycarbonate), PDMS(polydimethylsiloxane), Teflon(Polytetrafluoroethylene) 및 PVC(polyvinylchloride) 등의 폴리머를 몰딩한다. 상기 여러 공정 중 어느 공정을 이용해도 랩온어칩을 제작할 수 있지만, 본 발명의 실시예 1에는 UV-몰딩과 PDMS 주조를 이용하여 액적 형성용 랩온어칩에 제작과정에 대하여 기재하였고 액적 형성용 랩온어칩을 제조하기 위한 PDMS 주조 공정을 도 2에 나타내었다.
Wrap-on-a-chip (100) manufacturing process for droplet formation includes COC (cyclic olefin copolymer), PMMA (polymethylmethacrylate), and PS (polystyrene) through mass production methods such as injection molding, hot embossing, UV-molding, and casting. Polymers such as polycarbonate (PC), polydimethylsiloxane (PDMS), polytetrafluoroethylene (Teflon), and polyvinylchloride (PVC). The lab-on-a-chip may be manufactured using any of the above processes, but in Example 1 of the present invention, the fabrication process is described in a droplet-on-a-lab for forming droplets using UV-molding and PDMS casting. The PDMS casting process for manufacturing the on-chip is shown in FIG. 2.

본 발명의 시스템에 이용되는 친수성 고분자는 당업계게 공지된 다양한 생분해성 및 생체 적합성 고분자를 이용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리 N-이소프로필아크릴아미드(PNIPam), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 키토산, 알지네이트, 키틴, 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)(PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 폴리(락트산-co-글리콜산)(PLGA), 폴리(L-락트산-co-카프로락톤)(PLCL), 폴리(글리콜산-co-카프로락톤)(PGCL), 히알루론산, 콘드로이틴 설페이트, 더마탄(dermatan) 설페이트, 카르복시메틸셀룰로오스, 헤파란 설페이트, 헤파린, 케라탄 설페이트, 카르복시메틸하이드록시에틸셀룰로오스, 셀룰로오스 설페이트, 셀룰로오스 포스페이트, 카르복시메틸구아르, 카르복시메틸하이드록시프로필구아르, 카르복시메틸하이드록시에틸구아르, 잔탄검, 겔란검(gellan gum), 웰란검(welan gum), 람산검(rhamsan gum), 아가로스, 푸르셀라란(furcellaran), 펙틴, 아라비아 고무, 트라가칸트 고무(gum tragacanth), 카라기난(carrageenans), 스타치 포스페이트, 스타치 숙시네이트, 글리코아미노글리칸, 폴리사카라이드, 폴리펩타이드, 아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 디메틸아크릴아미드, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 비닐설폰산, 스티렌카르복실산 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판설폰산, 비닐포스폰산, 2-메틸아크릴로일옥시에틸설폰산, 젤라틴 및 콜라겐으로 구성된 군으로부터 최소 1종 이상 선택된다.Hydrophilic polymers used in the system of the present invention may utilize a variety of biodegradable and biocompatible polymers known in the art, preferably poly N-isopropylacrylamide (PNIPam), polyethylene glycol (PEG), chitosan, alginate , Chitin, poly (L-lactic acid) (PLLA), poly (D, L-lactic acid) (PDLLA), poly (glycolic acid) (PGA), poly (caprolactone) (PCL), poly (hydroxyalkanoate ), Polydioxanone (PDS), polytrimethylene carbonate, poly (lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA), poly (L-lactic acid-co-caprolactone) (PLCL), poly (glycolic acid-co- Caprolactone) (PGCL), hyaluronic acid, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, carboxymethylcellulose, heparan sulfate, heparin, keratan sulfate, carboxymethylhydroxyethylcellulose, cellulose sulfate, cellulose phosphate, carboxymethyl sphere Are, Kar Methylhydroxypropylguar, carboxymethylhydroxyethylguar, xanthan gum, gellan gum, welan gum, rhamsan gum, agarose, furcellaran, Pectin, gum arabic, gum tragacanth, carrageenans, starch phosphate, starch succinate, glycoaminoglycans, polysaccharides, polypeptides, acrylamides, N-vinylpyrrolidone, Dimethylacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, vinylsulfonic acid, styrenecarboxylic acid 2-acrylamido-2-methyl-propanesulfonic acid, vinylphosphonic acid, 2-methylacryloyloxyethylsulfonic acid, At least one is selected from the group consisting of gelatin and collagen.

미세 액적을 색전 미세구로 제작하기 위해서는 경화과정이 필요한데, 친수성 고분자 물질의 용도에 따라 그 경화방법도 상이하다. 경화방법은 물질에 따라 열 또는 UV 광에 의한 라디칼 반응으로 경화시키는 방법, 화학적인 작용에 의해 경화시키는 방법, 물리적인 응집에 의한 방법 등 다양하지만, 생분해성 및 생체 적합성 고분자인 폴리N-이소프로필아크릴아미드(PNIPam), 폴리아크릴아마이드(PAAm), 폴리아크릴산(PAA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(PEGDM), 폴리에틸렌글리콜디메타크릴산(PEGDMA), 폴리글리코아미노글리칸, 폴리사카라이드, 폴리펩타이드, 폴리 N-비닐피롤리돈, 무수말레인산, 폴리비닐설폰산, 폴리스티렌카르복실산, 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판설폰산, 폴리비닐포스폰산, 2-메틸아크릴로일옥시에틸설폰산, 젤라틴 또는 콜라겐 등이 UV 광을 이용하여 경화 될 수 있다. In order to produce microdroplets into embolic microspheres, a curing process is required, and the curing method is different depending on the use of the hydrophilic polymer material. There are various curing methods such as curing by radical or thermal reaction by heat or UV light, curing by chemical action, and physical coagulation. However, polyN-isopropyl is a biodegradable and biocompatible polymer. Acrylamide (PNIPam), Polyacrylamide (PAAm), Polyacrylic Acid (PAA), Polyethylene Glycol (PEG), Polyethylene Glycol Dimethacrylate (PEGDM), Polyethylene Glycol Dimethacrylic Acid (PEGDMA), Polyglycoaminoglycans , Polysaccharides, polypeptides, poly N-vinylpyrrolidone, maleic anhydride, polyvinylsulfonic acid, polystyrenecarboxylic acid, 2-acrylamido-2-methyl-propanesulfonic acid, polyvinylphosphonic acid, 2- Methylacryloyloxyethylsulfonic acid, gelatin or collagen can be cured using UV light.

상기 명시하였던 생체 적합성 고분자 중 화학적인 작용에 의해 경화되는 물질로는 아미노벤조산(aminobenzoic acid), 키토산, 알지네이트, 카르복시메틸셀룰로오스, 헤파란 설페이트, 헤파린, 케라탄 설페이트, 카르복시메틸하이드록시에틸셀룰로오스, 셀룰로오스 설페이트, 셀룰로오스 포스페이트, 잔탄검, 겔란검(gellan gum), 웰란검(welan gum), 람산검(rhamsan gum), 아가로스, 푸르셀라란(furcellaran), 펙틴, 아라비아 고무, 트라가칸트 고무(gum tragacanth), 카라기난(carrageenans), 스타치 포스페이트, 스타치 숙시네이트 등이 있고, 경화방법으로는 친수성 용매와 소수성 용매로 에멀젼(emulsion)화하는 화학적 반응을 통하여 경화시킨다.Among the biocompatible polymers mentioned above, the materials cured by chemical action include aminobenzoic acid, chitosan, alginate, carboxymethyl cellulose, heparan sulfate, heparin, keratan sulfate, carboxymethylhydroxyethyl cellulose, cellulose Sulfate, cellulose phosphate, xanthan gum, gellan gum, welan gum, rhamsan gum, agarose, furcellaran, pectin, gum arabic, tragacanth gum tragacanth, carrageenans, starch phosphate, starch succinate, and the like, and the curing method is cured through a chemical reaction that is emulsified with a hydrophilic solvent and a hydrophobic solvent.

마지막으로 물리적인 응집에 의해 경화되는 생체 적합성 고분자로는 디비닐벤젠(divinylbenzene), 폴리페닐렌비닐렌(Polyphenylenevinylene, PPV)계열, 폴리락틱산 계열-폴리락틱산(PLA), 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)(PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL) 등이 있다.Finally, biocompatible polymers cured by physical aggregation include divinylbenzene, polyphenylenevinylene (PPV) series, polylactic acid series-polylactic acid (PLA), and poly (L-lactic acid). ) (PLLA), poly (D, L-lactic acid) (PDLLA), poly (glycolic acid) (PGA), poly (caprolactone) (PCL) and the like.

또한 친수성 고분자는 가교제, 경화제 또는 가교제와 경화제를 추가적으로 포함할 수 있는데, UV 광을 이용하여 경화시키는 경우에 가교제로는 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(N,N'-methylenebisacrylamide, MBA), 비스-숙신이미드 에스테르-활성 PEG(bis-succinimide ester-activated PEG), 에틸렌 글리콜 비스(숙신이미딜숙신네이트)(ethylene glycol bis(succinimidylsuccinate)), 에틸렌 글리콜 비스(술포숙신이미딜숙신네이트)(ethylene glycol bis(sulfosuccinimidylsuccinate)), 비스[2-(숙신이디도옥시카르보닐옥시)에틸]술폰(bis[2-(succinimidooxycarbonyloxy)ethyl]sulfone), 디티오비스(숙신이미딜 프로피오네이트)(dithiobis(succinimidyl propionate)), 3,3’-디티오비스[술포숙신이미딜프로피오네이트(3,3’-dithiobis[sulfosuccinimidylpropionate), 디메틸 3,3’-디티오비스프로피온이미데이트 2 HCl(dimethyl 3,3´-dithiobispropionimidate 2 HCl), 디숙신이미딜서버레이트(disuccinimidyl suberate), 비스(술포숙신이미딜) 서버레이트(bis(sulfosuccinimidyl) suberate), 디메틸 서버이미데이트 2 HCl(dimethyl suberimidate 2 HCl), 디메틸 아딥이미데이트 2 HCl(dimethyl adipimidate 2 HCl), 디숙신이미딜 글루타레이트(disuccinimidyl glutarate), 디숙신이미딜 타르타레이트(disuccinimidyl tartarate), 1,5-디플루오로-2,4-디니트로벤젠(1,5-difluoro-2,4-dinitrobenzene), 1,4-디-[3’-(2’-피리딜디티오)-프로피온아미도]부탄(1,4-Di-[3’-(2’-pyridyldithio)-propionamido]butane), 1,6-헥산-비스-비닐술폰(1,6-hexane-bis-vinylsulfone), 1,8-비스-말레이미도디에틸렌글리콜(1,8-Bis-Maleimidodiethyleneglycol), 디티오-비스말레이미도에탄(dithio-bismaleimidoethane), 비스-말레이미도헥산(bis-maleimidohexane), 1,4-비스말레이미도부탄(1,4-bismaleimidobutane), 1,4-비스말레이미딜-2,3-디하이드록시부탄(1,4-bismaleimidyl-2,3-dihydroxybutane), 비스-[b-(4-아지도살리실아미도)에틸]디설피드(bis-[b-(4-azidosalicylamido)ethyl]disulfide)가 바람직하고, 경화제로는 α-하이드록시케논(α-Hydroxyketone), 페닐글리옥실레이트(phenylglyoxylate), 벤질디메틸-케탈(benzyldimethyl-ketal), α-아미노케톤(α-aminoketone), 모노 아크릴 포스핀(mono acryl phosphine; MAPO), 비스 아크릴 포스핀(bis acryl phosphine; BAPO), BAPO/α-하이드록시케톤, 포스핀 옥사이드(phosphine oxide), 메탈로센(metallocene), 4-(2-하이드록시에톡시)페닐-(2-하이드록시-2-프로필)케톤)(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)ketone) 및 이오도늄 염(iodonium salt) 등이 바람직하다.In addition, the hydrophilic polymer may further include a crosslinking agent, a curing agent or a crosslinking agent and a curing agent, and in the case of curing using UV light, the crosslinking agent may include N, N'-methylenebisacrylamide (MBA), Bis-succinimide ester-activated PEG (PEG), ethylene glycol bis (succinimidylsuccinate), ethylene glycol bis (sulfosuccinimidylsuccinate) ( ethylene glycol bis (sulfosuccinimidylsuccinate), bis [2- (succinimidooxycarbonyloxy) ethyl] sulfone (bis [2- (succinimidooxycarbonyloxy) ethyl] sulfone), dithiobis (succinimidyl propionate) succinimidyl propionate)), 3,3'-dithiobis [sulfosuccinimidylpropionate), dimethyl 3,3'-dithiobispropionimate 2 HCl (dimethyl 3,3´) -dithiobispropionimidate 2 HCl), Succinimidyl suberate, bis (sulfosuccinimidyl) suberate, dimethyl suberimidate 2 HCl, dimethyl adipimidate 2 dimethyl adipimidate 2 HCl), disuccinimidyl glutarate, disuccinimidyl tartarate, 1,5-difluoro-2,4-dinitrobenzene (1,5-difluoro-2 , 4-dinitrobenzene), 1,4-di- [3 '-(2'-pyridyldithio) -propionamido] butane (1,4-Di- [3'-(2'-pyridyldithio) -propionamido butane), 1,6-hexane-bis-vinylsulfone, 1,8-bis-maleimidodiethyleneglycol, dithio- Dithio-bismaleimidoethane, bis-maleimidohexane, 1,4-bismaleimidobutane, 1,4-bismaleimidobutane, 1,4-bismaleimidobutane Dihydroxybutane (1,4-bismaleimidyl-2, 3-dihydroxybutane) and bis- [b- (4-azidosalicylamido) ethyl] disulfide (bis- [b- (4-azidosalicylamido) ethyl] disulfide) are preferable, and as a curing agent, α-hydroxykenone (α-Hydroxyketone), phenylglyoxylate, benzyldimethyl-ketal, α-aminoketone, mono acryl phosphine; MAPO), bis acryl phosphine (BAPO), BAPO / α-hydroxyketone, phosphine oxide, metallocene, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone) (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone), an iodonium salt, and the like are preferable.

본 발명에 이용되는 소수성 유체는 유체의 점도와 계면에서 친수성 유체와의 상호 반응성만 영향을 미치고 당업계에 공지된 다양한 오일상 유체를 이용할 수 있으며, 바람직하게는 헥사데칸 및 파라핀 오일과 같은 하이드로카본계오일; 이소프로필 미리스테이트와 같은 에스테르계의 합성오일; 디메치콘 및 사이크로메치콘계과 같은 실리콘 오일; 해바라기씨유, 옥수수유, 대두유, 아보카도유, 참깨유, 호호바유, 올리브유, 너트유, 스쿠알란 및 어유와 같은 동식물성 오일; 에톡시레이티드 알킬에테르계오일; 프로폭시레이티드알킬에테르계오일; 피토스핑고신, 스핑고신 및 스핑가닌과 같은 스핑고노이드 지질; 세레브로사이드; 콜레스테롤; 캄페스테롤; 베타시토스테롤; 후코스테롤; 콜레스테릴설페이트; 시토스테릴설페이트; C10 -40 지방알코올 또는 세라마이드이다.Hydrophobic fluids used in the present invention affect only the viscosity of the fluids and their mutual reactivity with the hydrophilic fluids at the interface and can utilize various oily fluids known in the art, preferably hydrocarbons such as hexadecane and paraffin oils. Oil; Synthetic synthetic oils such as isopropyl myristate; Silicone oils such as dimethicone and cyclomethicone series; Animal and vegetable oils such as sunflower seed oil, corn oil, soybean oil, avocado oil, sesame oil, jojoba oil, olive oil, nut oil, squalane and fish oil; Ethoxylated alkyl ether oils; Propoxylated alkyl ether oils; Sphingoidoid lipids such as phytosphingosine, sphingosine and sphinginine; Cerebroside; cholesterol; Camphorsterol; Beta sitosterol; Fusterol; Cholesteryl sulfate; Cytosteryl sulfate; A C 10-40 fatty alcohol or ceramides.

친수성 고분자에 포함되는 가교제와 경화제의 비율은 용도 및 실험방식에 따라 비율을 달리 할 수 있다.The ratio of the crosslinking agent and the curing agent included in the hydrophilic polymer may vary depending on the use and the experimental method.

도 1의 액적 형성용 랩온어칩을 이용하여 미세 액적을 형성하는 원리는 친수성 고분자 유체를 소수성 유체로 코어(core)/외피(sheath) 유동이 되게 만들어 오리피스(orifice)를 통과시키면 계면 장력(interfacial tension)의 차이로 야기되는 유체역학적 불안정(hydrodynamic instability)에 의해 친수성 단량체가 미세 액적들이 된다.The principle of forming fine droplets using the droplet-on wrap chip of FIG. 1 is to make the hydrophilic polymer fluid into a core / sheath flow with a hydrophobic fluid so that an interfacial tension can be achieved by passing an orifice. The hydrodynamic instability caused by the difference in tension causes the hydrophilic monomer to become fine droplets.

본 발명에서는 시스템을 관장하는 두 가지 무차원 수인 레이놀드(Reynolds) 수(관성력과 점성력의 비)와 캐필러리(capillary) 수(점성력과 표면장력의 비)를 고려하여 100-1000 마이크론 크기의 균일한 미세구를 제작하기 위해서 도 3과 같은 실험 장치를 UV 식각 공정 및 PDMS 레플리카 몰딩 공정을 통해 랩온어칩을 제작하였다. 특히 미세구 크기(sphere size)를 400-600 마이크론으로 목적하였는데, 그 이유는 상기 크기가 혈관크기에 적합하여 색전용 미세구로써의 역할을 수행하기 위함이다.In the present invention, the two dimensionless numbers governing the system, Reynolds number (ratio of inertia and viscous force) and capillary number (ratio of viscosity and surface tension), are considered to be 100-1000 microns in size. In order to produce uniform microspheres, a lab-on-a-chip was manufactured using the experimental apparatus as shown in FIG. 3 through a UV etching process and a PDMS replica molding process. In particular, the sphere size (sphere size) was aimed at 400-600 microns, because the size is suitable for the vessel size to serve as a microsphere for color.

상술한 바와 같이 다양한 공정을 통해 랩온어칩을 제작할 수 있지만, 다른 공정에 비해 제작시간 및 비용이 적게 들고 제작 방법 또한 비교적 용이한 PDMS주조를 이용하여 만들었다. 하지만 목적하는 미세구의 크기를 만족시키기 위해서는 큰 크기의 채널 단면이 필요한데, 공정상 디바이스를 높게 만들기 어려운 문제가 있다. 그렇기 때문에 조건을 만족하기 위해 실험 시 PDMS 두 장을 겹쳐 채널의 크기를 높였다. 또한 액적의 크기에 관여하는 오리피스의 크기, 채널의 폭(width) 역시 증가시켜 조절하였다.
As described above, the lab-on-a-chip can be manufactured through various processes, but it is made using PDMS casting, which is less easy to manufacture and less expensive than other processes, and the manufacturing method is relatively easy. However, in order to satisfy the desired size of the microspheres, a large channel cross section is required, which makes it difficult to make the device high in the process. Therefore, in order to satisfy the condition, the size of the channel was increased by overlapping two PDMS sheets during the experiment. In addition, the size of the orifice and the width of the channel involved in the size of the drop was also adjusted.

도 6은 3차원 유체역학 집속 장치(3-dimensional hydrodynamic focusing microfluidic device, 3D-HFMD)의 도식도이고, 도 7은 3D-HFMD를 이용하여 SPIO를 친수성 유체 내부에 봉입(encapsulation) 시키는 방법에 대한 도식도이다.FIG. 6 is a schematic diagram of a three-dimensional hydrodynamic focusing microfluidic device (3D-HFMD), and FIG. 7 is a diagram illustrating a method of encapsulating SPIO inside a hydrophilic fluid using 3D-HFMD. Schematic.

도 6의 (a) 패널에서 볼 수 있듯이, 3차원 유체역학 집속 장치(200)는 외피 유동 A를 주입하는 유입구(211)와 코어 유동이 집속된 외피 유동(A, B, C)을 유출하는 유출구(212)를 구비하는 주채널(210); 및 상기 주채널(210)의 유입구(211)와 유출구(212) 사이에서 주채널(210)에 일정한 간격으로 연통되어 교차 형성되고 한 쌍의 주입구(221 222, 231 232, 241 242)를 구비하며 상기 주채널(210)의 유입구(211)에서부터 일정한 간격으로 배열된 부채널 1 내지 3(220, 230, 240)을 포함하며, As can be seen in the panel (a) of FIG. 6, the three-dimensional hydrodynamic focusing device 200 is configured to discharge the inlet 211 for injecting the sheath flow A and the sheath flows A, B, and C where the core flow is focused. A main channel 210 having an outlet 212; And a pair of inlets 221 222, 231 232, and 241 242 communicating with the main channel 210 at regular intervals between the inlet 211 and the outlet 212 of the main channel 210 to form a cross. Sub-channels 1 to 3 (220, 230, 240) arranged at regular intervals from the inlet 211 of the main channel 210,

상기 부채널 1(220) 및 2(230)는 주채널(210)의 아래층에 배치되고 교차 형성된 부분에는 부채널 1(220), 2(230) 및 주채널(210)의 폭이 국소적으로 감소되어 수직 집속부(250)를 형성하고, 상기 부채널 3(240)은 주채널(211)과 같은 층에 배치되고 교차 형성된 부분에는 부채널 3(240) 및 주채널(211)의 폭의 변화가 없이 수평 집속부(260)를 형성한다.The subchannels 1 220 and 2 230 are disposed on the lower layer of the main channel 210, and the widths of the subchannels 1 220, 2 230, and the main channel 210 are locally formed at the intersections. Is reduced to form a vertical focusing unit 250, and the subchannel 3 240 is disposed on the same layer as the main channel 211, and crosses the widths of the subchannel 3 240 and the main channel 211 at the cross section. The horizontal focusing part 260 is formed without change.

3D-HFMD(200)는 다른 분리벽 없이 두 개의 층으로 이루어져 있으며 두 수직 집속부(250)에 채널의 너비는 높은 종횡비를 얻기 위해서 국부적으로 줄였다. 코어 유체와 다른 세 외피(sheath) 유체(A, B 및 C)는 도 6의 (a) 패널에서와 같이 3D-HFMD(200)안으로 주입된다. 도 6의 (b) 패널을 보면, 두 개의 외피 유동(A 및 B)은 코어 유동의 수직 집속(focusing)이 국부적으로 증가시킨 종횡비를 통해 이루어짐을 알 수 있다. 수직하게 집속된 코어 유동은 수평적인 외피 유동(C)에 의해 최종적으로 3차원 집속이 된다.The 3D-HFMD 200 is composed of two layers without other dividing walls, and the width of the channel in the two vertical focusing units 250 is locally reduced to obtain a high aspect ratio. The core fluid and the other three sheath fluids A, B and C are injected into the 3D-HFMD 200 as in the panel of FIG. Referring to the panel (b) of FIG. 6, it can be seen that the two envelope flows A and B are made through an aspect ratio in which the vertical focusing of the core flow is locally increased. The vertically focused core flow is finally three-dimensional focused by the horizontal envelope flow (C).

일반적인 장치와 국부적으로 종횡비를 증가시킨 장치가 가지는 이점은 기존 유체역학 집속(hydrodynamic focusing) 장치는 수직 방향의 집속을 구현하기 위해 채널의 종횡비(aspect ratio, AR)를 1.0 이상으로 유지해야 하므로, 일반적인 마이크로 채널의 너비(예컨대, 300 μm)를 고려할 경우, 구현해야 하는 높이가 너무 높기 때문에 공정상 한계가 있으며, 높이의 한계로 채널 너비를 줄일 경우 압력 손실이 커진다는 단점을 가지고 있다. 국부적으로 종횡비를 증가시킨 장치를 사용한다면, 압력손실 없이 간단한 공정으로 3D-HFMD를 제작할 수 있으며, 안정적으로 3차원 집속을 할 수 있다.
The advantage of conventional devices and devices with locally increased aspect ratios is that conventional hydrodynamic focusing devices must maintain an aspect ratio (AR) of more than 1.0 to achieve vertical focusing. Considering the width of the microchannel (eg 300 μm), there is a process limitation because the height to be implemented is too high, and there is a disadvantage in that the pressure loss is increased when the channel width is reduced by the height limit. If the device has a locally increased aspect ratio, 3D-HFMD can be manufactured in a simple process without pressure loss, and stable 3D focusing can be achieved.

본 발명의 시스템에서 3D-HFMD(200)을 포함하는 이유는, 색전 미세구를 제조하여 체내에 주입하더라도 조영제(예컨대, MRI)가 없다면 효과적인 색전이 힘들어지기 때문이다. 이에 따라 SPIO와 같은 MRI 조영제가 봉입되어 있다면, 색전 시술을 효과적으로 수행할 수 있다. SPIO와 같은 조영제가 봉입된 미세구를 만들기 위해서는 고분자 내부에 조영제가 봉입(encapsulation)이 되어야 하는데, 상술한 액적 형성용 랩온어칩에 앞서 액적 형성용 랩온어칩의 코어 유동의 유입구와 3D-HFMD(3-dimensional hydrodynamic focusing device)를 연결하여 조영제를 봉입할 수 있는 색전 미세구 제조 시스템을 제작하면, 조영제가 봉입된 색전 고분자 미세구를 얻을 수 있다.The reason for including the 3D-HFMD 200 in the system of the present invention is that embolism microspheres are produced and injected into the body, because without the contrast agent (eg, MRI), effective embolism becomes difficult. Accordingly, if an MRI contrast agent such as SPIO is encapsulated, embolization can be performed effectively. In order to make microspheres containing SPIO-encapsulated microspheres, contrast medium should be encapsulation inside the polymer. Prior to the above-described droplet-on-a-chip, droplet inlet and core flow of 3D-HFMD By producing an embolic microsphere manufacturing system capable of encapsulating the contrast agent by connecting (3-dimensional hydrodynamic focusing device), it is possible to obtain an embolic polymer microsphere in which the contrast agent is encapsulated.

도 7은 3D-HFMD를 이용하여 조영제(SPIO)를 친수성 유체 내부에 봉입(encapsulation) 시키는 방법에 대한 도식도이다.7 is a schematic diagram of a method of encapsulating a contrast agent (SPIO) inside a hydrophilic fluid using 3D-HFMD.

본 발명에 이용될 수 있는 조영제는 색전 미세구를 체내에서 확인할 수 있는 것이라면 당업계에 공지된 다양한 조영제를 이용할 수 있고, 바람직하게는 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제, CT(computed tomography) 조영제, SPECT(single photon emission computed tomography) 조영제, PET(positron emission tomography), BL(bioluminescence) 조영제, 광학 조영제, X-ray 조영제 및 초음파 조영제로 구성된 군으로부터 선택된다.Contrast agent that can be used in the present invention can use a variety of contrast agents known in the art, if the embolic microspheres can be identified in the body, preferably MRI (magnetic resonance imaging) contrast agent, CT (computed tomography) contrast agent, SPECT (single photon emission computed tomography) contrast agent, positron emission tomography (PET), bioluminescence (BL) contrast agent, optical contrast agent, X-ray contrast agent and ultrasound contrast agent.

색전 미세구에 봉입될 수 있는 MRI(magnetic resonance imaging; 자기 공명 영상) 조영제는 자성물질을 포함하는 당업계에 공지된 다양한 조영제를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상자성(paramagnetic) 또는 초상자성(superparamagnetic) 금속 성분을 포함하는 물질로 구성된다. 본 발명에 적합한 예시적인 상자성 금속성분은 안정된 자유 라디칼(예컨대, 안정된 니트록사이드(nitroxides)), 전이원소, 란탄족 원소 및 악티늄족 원소를 포함한다. 바람직한 원소는, Gd(Ⅲ), Mn(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Fe(Ⅱ), Fe(Ⅲ), Co(Ⅱ), Er(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Eu(Ⅲ) 및 Dy(Ⅲ)를 포함한다. 본 발명에 적합한 예시적인 초상자성 금속 성분은 페로-(ferro-) 또는 페리마그네틱 화합물(ferrimagnetic compounds), 예컨대, 순수 철, 자성 산화철(예컨대, 마그네타이트, Fe3O4),γ-Fe2O3, 망간 페라이트, 코발트 페라이트 및 니켈 페라이트를 포함한다. Magnetic resonance imaging (MRI) contrast agents that can be encapsulated in embolic microspheres can include various contrast agents known in the art, including magnetic materials, and are preferably paramagnetic or superparamagnetic. ) Consists of a material containing a metal component. Exemplary paramagnetic metal components suitable for the present invention include stable free radicals (eg, stable nitroxides), transition elements, lanthanide elements, and actinides. Preferred elements are Gd (III), Mn (II), Cu (II), Cr (III), Fe (II), Fe (III), Co (II), Er (II), Ni (II), Eu (III) and Dy (III). Exemplary superparamagnetic metal components suitable for the present invention include ferro- or ferrimagnetic compounds such as pure iron, magnetic iron oxides (eg magnetite, Fe 3 O 4 ), γ-Fe 2 O 3 , Manganese ferrite, cobalt ferrite and nickel ferrite.

상기 금속을 중심금속으로 하여 상기 중심금속과 배위 리간드로 이루어진 착화합물이다. 상기 금속 착화합물을 이루는 리간드는 중심 금속과 2개 이상의 작용기로 동시에 결합을 이루는 킬레이트 리간드를 포함한다. 바람직하게 킬레이트 리간드는 EDTA(ethylenediaminotetracetic acid), DTPA(diethylenetriaminopentaacetic acid), EOB-DTPA(N-[2-[bis(carboxymethyl)amino]-3-(4-ethoxyphenyl)propyl]-N-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]-L-glycine), DTPA-GLU(N,N-bis[2-[bis(carboxymethyl) amino]ethyl]-L-glutamic acid), DTPA-LYS(N,N-bis[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl]-L-lysine), DTPA-BMA(N,N-bis[2-[carboxymethyl[(methylcarbamoyl)methyl]amino]ethyl]glycine), BOPTA(4-carboxy-5,8,11-tris(carboxymethyl)-1-phenyl-2-oxa- 5,8,11-triazatridecan-13-oic acid), DOTA(1,4,7,10-tetraazacyclododecan- 1,4,7,10-tetraacetic acid), DO3A(1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7- triacetic acid), HPDO3A(10-(2-hydroxypropyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecan- 1,4,7-triacetic acid) MCTA(2-methyl-1,4,7,10-tetraazacyclododecane- 1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTMA((α,α′,α″,α′″)-tetramethyl-1,4,7,10- tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraacetic acid), PCTA(3,6,9,15- tetraazabicyclo[9.3.1]pentadeca-1(15),11,13-triene-3,6,9-triacetic acid), BOPTA (4-carboxy-5,8, 11-bis(carboxymethyl)-1-phenyl-12-(phenylmethoxy)methyl-8-phosphomethyl-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-12-oid acid), N,N′-[(포스포노메틸이미노)다이-2,1-에타네디일]bis[N-(카르복시메틸)글라이신] (N,N'-phosphonomethylimino-di-2,1-ethanediyl-bis(N-carboxymethylglycine)), N,N′-[(포스포노메틸이미노)다이-2,1-에타네디일]bis[N-(포스포노메틸)글라이신] (N,N'-phosphonomethylimino-di-2,1-ethanediyl-bis(n-phosphonomethylglycine)), N,N′-[(포스피노메틸이미노)다이-2,1-에타네디일]bis[N-(카르복시메틸)글라이신] (N,N'-(phosphinomethylimino-di-2,1-ethanediyl-bis-(N-(carboxymethyl)glycine), DOTP(1,4,7,10-tetraazacyclodecane-1,4,7,10-tetrakis(methylphosphonic acid), DOTMP(1,4,7,10-tetraazacyclodecane-1,4,7,10-tetrakis methylene(methylphosphinic acid), 또는 이들의 유도체를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.It is a complex compound which consists of the said core metal and a coordination ligand using the said metal as a center metal. Ligands constituting the metal complex include chelate ligands that form a bond with the central metal at the same time with two or more functional groups. Preferably, the chelating ligand is ethylenediaminotetracetic acid (EDTA), diethylenetriaminopentaacetic acid (DTPA), EOB-DTPA (N- [2- [bis (carboxymethyl) amino] -3- (4-ethoxyphenyl) propyl] -N- [2- [ bis (carboxymethyl) amino] ethyl] -L-glycine), DTPA-GLU (N, N-bis [2- [bis (carboxymethyl) amino] ethyl] -L-glutamic acid), DTPA-LYS (N, N- bis [2- [bis (carboxymethyl) amino] ethyl] -L-lysine), DTPA-BMA (N, N-bis [2- [carboxymethyl [(methylcarbamoyl) methyl] amino] ethyl] glycine), BOPTA (4- carboxy-5,8,11-tris (carboxymethyl) -1-phenyl-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-13-oic acid), DOTA (1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4 , 7,10-tetraacetic acid), DO3A (1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7-triacetic acid), HPDO3A (10- (2-hydroxypropyl) -1,4,7,10-tetraazacyclododecan -1,4,7-triacetic acid) MCTA (2-methyl-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTMA ((α, α ′, α ″, α ′ ″) -Tetramethyl-1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraacetic acid), PCTA (3,6,9,15-tetraazabicyclo [9.3.1] pentadeca-1 (15) , 11,13-triene-3,6,9-tri acetic acid), BOPTA (4-carboxy-5,8, 11-bis (carboxymethyl) -1-phenyl-12- (phenylmethoxy) methyl-8-phosphomethyl-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-12- oid acid), N, N ′-[(phosphonomethylimino) di-2,1-ethananediyl] bis [N- (carboxymethyl) glycine] (N, N'-phosphonomethylimino-di-2,1 -ethanediyl-bis (N-carboxymethylglycine)), N, N '-[(phosphonomethylimino) di-2,1-ethananediyl] bis [N- (phosphonomethyl) glycine] (N, N' -phosphonomethylimino-di-2,1-ethanediyl-bis (n-phosphonomethylglycine)), N, N '-[(phosphinomethylimino) di-2,1-ethananediyl] bis [N- (carboxymethyl) Glycine] (N, N '-(phosphinomethylimino-di-2,1-ethanediyl-bis- (N- (carboxymethyl) glycine), DOTP (1,4,7,10-tetraazacyclodecane-1,4,7,10- tetrakis (methylphosphonic acid), DOTMP (1,4,7,10-tetraazacyclodecane-1,4,7,10-tetrakis methylene (methylphosphinic acid), or derivatives thereof, including but not limited to.

색전 미세구에 봉입될 수 있는 CT(computed tomography; 전산화단층촬영) 조영제는 ultravist 같은 요오드-기반 조영제 또는 금 나노입자-기반 조영제를 포함할 수 있다.CT (computed tomography) contrast agents that can be encapsulated in embolic microspheres can include iodine-based contrast agents such as ultravist or gold nanoparticle-based contrast agents.

또한, 방사성 동위 원소를 포함하는 조영제를 봉입시켜 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography), 또는 양전자 방출 단층촬영(PET, Positron Emission Tomography)에 사용될 수 있다. 바람직한 방사성 동위 원소의 예는 10C, 11C, 13O, 14O, 15O, 12N, 13N, 15F, 17F, 18F, 32Cl, 33Cl, 34Cl, 43Sc, 44Sc, 45Ti, 51Mn, 52Mn, 52Fe, 53Fe, 55Co, 56Co, 58Co, 61Cu, 62Cu, 62Zn, 63Zn, 64Cu,65Zn, 66Ga, 66Ge, 67Ge, 68Ga, 69Ge, 69As, 70As, 70Se, 71Se, 71As, 72As 73Se, 74Kr, 74Br, 75Br, 76Br, 77Br, 77Kr, 78Br, 78Rb, 79Rb, 79Kr,81Rb, 82Rb, 84Rb, 84Zr, 85Y, 86Y, 87Y, 87Zr, 88Y, 89Zr, 92Tc, 93Tc, 94Tc, 95Tc, 95Ru, 95Rh, 96Rh, 97Rh, 98Rh, 99Rh, 100Rh, 101Ag, 102Ag, 102Rh, 103Ag, 104Ag, 105Ag, 106Ag, 108In, 109In, 110In, 115Sb, 116Sb, 117Sb, 115Te, 116Te, 117Te, 117I, 118I, 118Xe, 119Xe, 119I, 119Te, 120I, 120Xe, 121Xe, 121I, 122I, 123Xe, 124I, 126I, 128I, 131I, 129La, 130La, 131La, 132La, 133La, 135La, 136La, 140Sm, 141Sm, 142Sm, 144Gd, 145Gd, 145Eu, 146Gd, 146Eu, 147Eu, 147Gd, 148Eu, 150Eu, 190Au, 191Au, 192Au, 193Au, 193Tl, 194Tl, 194Au, 195Tl, 196Tl, 197Tl, 198Tl, 200Tl, 200Bi, 202Bi, 203Bi, 205Bi, 206Bi, 또는 이들의 유도체를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.It can also be encapsulated with a radioactive isotope and used for Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) or Positron Emission Tomography (PET). Examples of preferred radioisotopes are 10 C, 11 C, 13 O, 14 O, 15 O, 12 N, 13 N, 15 F, 17 F, 18 F, 32 Cl, 33 Cl, 34 Cl, 43 Sc, 44 Sc, 45 Ti, 51 Mn, 52 Mn, 52 Fe, 53 Fe, 55 Co, 56 Co, 58 Co, 61 Cu, 62 Cu, 62 Zn, 63 Zn, 64 Cu, 65 Zn, 66 Ga, 66 Ge, 67 Ge, 68 Ga, 69 Ge, 69 As, 70 As, 70 Se, 71 Se, 71 As, 72 As 73 Se, 74 Kr, 74 Br, 75 Br, 76 Br, 77 Br, 77 Kr, 78 Br, 78 Rb, 79 Rb, 79 Kr, 81 Rb, 82 Rb, 84 Rb, 84 Zr, 85 Y, 86 Y, 87 Y, 87 Zr, 88 Y, 89 Zr, 92 Tc, 93 Tc, 94 Tc, 95 Tc , 95 Ru, 95 Rh, 96 Rh, 97 Rh, 98 Rh, 99 Rh, 100 Rh, 101 Ag, 102 Ag, 102 Rh, 103 Ag, 104 Ag, 105 Ag, 106 Ag, 108 In, 109 In, 110 In, 115 Sb, 116 Sb, 117 Sb, 115 Te, 116 Te, 117 Te, 117 I, 118 I, 118 Xe, 119 Xe, 119 I, 119 Te, 120 I, 120 Xe, 121 Xe, 121 I, 122 I, 123 Xe, 124 I, 126 I, 128 I, 131 I, 129 La, 130 La, 131 La, 132 La, 133 La, 135 La, 136 La, 140 Sm, 141 Sm, 142 Sm, 144 Gd , 145 Gd, 145 Eu, 146 Gd, 146 Eu, 147 Eu, 147 Gd, 148 Eu, 150 Eu, 190 Au, 191 Au, 192 Au, 193 Au, 193 Tl, 194 Tl, 194 Au, 195 Tl, 1 96 Tl, 197 Tl, 198 Tl, 200 Tl, 200 Bi, 202 Bi, 203 Bi, 205 Bi, 206 Bi, or derivatives thereof.

조영제에 형광 및 광학 물질이 포함된 경우에는 광학(optical) 또는 BL(bioluminescence) 이미지를 얻을 수 있다. 상기 형광 물질의 예는, 플루오로세인, 로다민, 루시퍼 엘로우, B-파이토에리쓰린, 9-아크리딘이소티오시아네이트, 루시퍼 엘로우 VS, 4-아세트아미도-4'-이소티오-시아나토스틸벤-2,2'-다이설폰산, 7-다이에틸아미노-3-(4'-이소티오시아토페닐)-4-메틸쿠마린, 석시니미딜-파이렌부티레이트, 4-아세트아미도-4'-이소티오시아나토스틸벤-2,2'-다이설폰산 유도체, LC™-Red 640, LC™-Red 705, Cy5, Cy5.5, 리사민, 이소티오시아네이트, 에리쓰로신 이소티오시아네이트, 다이에틸렌트리아민 펜타아세테이트, 1-다이메틸아미노나프틸-5-설포네이트, 1-아닐리노-8-나프탈렌 설포네이트, 2-p-토우이디닐-6-나프탈렌 설포네이트, 3-페닐-7-이소시아나토쿠마린, 9-이소티오시아나토아크리딘, 아크리딘 오렌지, N-(p-(2-벤족사조일릴)페닐)멜레이미드, 벤족사디아졸, 스틸벤, 파이렌, 이들의 유도체, 형광 물질을 포함한 실리카 나노 입자, II/VI족 반도체 양자점, III/V족 반도체 양자점, IV족 반도체 양자점, 또는 이들의 다성분 혼성 구조체를 포함하지만 이에 제한된 것은 아니다. 또한, 상기 광학 물질은 금나노 입자, 은 나노 입자, 또는 이들의 다성분 혼성 구조체를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.If the contrast agent contains fluorescent and optical materials, optical or bioluminescence (BL) images can be obtained. Examples of the fluorescent substance include fluorosane, rhodamine, lucifer yellow, B-phytoerythrin, 9-acridine isothiocyanate, lucifer yellow VS, 4-acetamido-4'-isothio-cya Natostilbene-2,2'-disulfonic acid, 7-diethylamino-3- (4'-isothiocyatophenyl) -4-methylcoumarin, succinimidyl-pyrenebutyrate, 4-acetamido -4'-isothiocyanatostilbene-2,2'-disulfonic acid derivative, LC ™ -Red 640, LC ™ -Red 705, Cy5, Cy5.5, lysamine, isothiocyanate, erythro Shin isothiocyanate, diethylenetriamine pentaacetate, 1-dimethylaminonaphthyl-5-sulfonate, 1-anilino-8-naphthalene sulfonate, 2-p-touidiyl-6-naphthalene sulfonate , 3-phenyl-7-isocyanatocoumarin, 9-isothiocyanatoacridine, acridine orange, N- (p- (2-benzoxazoylyl) phenyl) melimide, benzoxadiazole , Stilben, pyrene, these Including derivatives, silica nano particles containing a fluorescent substance, II / VI group semiconductor QD, III / V-group semiconductor quantum dot, a Group IV semiconductor quantum dots, or a multi-component hybrid structure, but not limited thereto it. In addition, the optical material includes, but is not limited to, gold nanoparticles, silver nanoparticles, or multicomponent hybrid structures thereof.

X-ray 조영제는 바륨 셀페이트, 요오드, 요오드를 포함하는 유도체, 또는 이들의 다성분 혼성 구조체를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 초음파 검사용 진단제(예: 마이크로버블 등)를 포함하는 조영제를 색전 미세구에 봉입하면 초음파 검사에도 사용될 수 있다.X-ray contrast agents preferably include barium sulphate, iodine, derivatives comprising iodine, or multicomponent hybrid structures thereof. In addition, when a contrast agent including a diagnostic agent (eg, a microbubble) for an ultrasound test is encapsulated in an embolic microsphere, it may be used in an ultrasound test.

본 발명의 색전 미세구에 봉입될 수 있는 가장 바람직한 조영제는 Gd-디에틸렌트리아민펜타아세트산(gadopentate dimeglumine, Gd-DTPA), Gd-1,4,7,10-테트라아자시클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(Gd-OTA), Gd-1,4,7,10-테트라아자시클로도데칸-(2-하이드록시프로필)-4,7,10-트리아세트산(Gd-PDO3A), Gd-DOTA(gadoterate meglumine), Gd-DTPA-BMA(gadodiamide), Gd-HP-DO3A(gadoteridol), Gd-BOPTA(gadobenate di-meglumine), Gd-EOB-DTPA(gadoxetic acid), MS 325(diphenylcyclohexyl phosphodiester-Gd-DTPA), MP 2269(4-pentyl-bicyclo [2.2.2] octan-1-carboxyl-di-L-aspartyllysine-DTPA), Gd-DTPA-PEG 폴리머, (Gd-DTPA)n-알부민, (Gd-DTPA)n-폴리라이신, (Gd-DTPA)n-덱스트란, Fe-HBED, Fe-EHPD, SPIO(supermagnetic iron oxide), SHU 555A(ferrixan, carboxy-dextran coated iron oxide nanoparticle), USPIO(ultrasmall super paramagnetic iron oxide), FeO-BPA USPIO, MION(Monocrystalline iron oxide nanoparticles), PION(polycrystalline iron oxide nanoparticles), MnHA PEG-APD(manganese substituted hydroxylapatite PEG-APD), Dy-DTPA-BMA(sprodyamide), Dy-DTPA, 알부민-(Dy-DTPA)x이다.The most preferred contrast agent that can be encapsulated in the embolic microspheres of the present invention is Gd-diethylenetriaminepentaacetic acid (gadopentate dimeglumine, Gd-DTPA), Gd-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1, 4,7,10-tetraacetic acid (Gd-OTA), Gd-1,4,7,10-tetraazacyclododecane- (2-hydroxypropyl) -4,7,10-triacetic acid (Gd-PDO3A ), Gd-DOTA (gadoterate meglumine), Gd-DTPA-BMA (gadodiamide), Gd-HP-DO3A (gadoteridol), Gd-BOPTA (gadobenate di-meglumine), Gd-EOB-DTPA (gadoxetic acid), MS 325 (diphenylcyclohexyl phosphodiester-Gd-DTPA), MP 2269 (4-pentyl-bicyclo [2.2.2] octan-1-carboxyl-di-L-aspartyllysine-DTPA), Gd-DTPA-PEG polymer, (Gd-DTPA) n -Albumin, (Gd-DTPA) n-polylysine, (Gd-DTPA) n-dextran, Fe-HBED, Fe-EHPD, SPIO (supermagnetic iron oxide), SHU 555A (ferrixan, carboxy-dextran coated iron oxide nanoparticle ), Ultrasmall super paramagnetic iron oxide (USPIO), FeO-BPA USPIO, monocrystalline iron oxide nanoparticles (MION), polycrystalline iron oxi de nanoparticles), MnHA PEG-APD (manganese substituted hydroxylapatite PEG-APD), Dy-DTPA-BMA (sprodyamide), Dy-DTPA, albumin- (Dy-DTPA) x.

도 7과 같은 조영제-봉입 색전 미세구 제조 시스템을 이용하면, 코어 유동에 조영제를 주입시키고 외피 유동에 친수성 고분자 유체를 주입시켜, 친수성 고분자 유체 내부에 조영제가 봉입된 유동이 만들어 진다. 이를 액적 형성용 랩온어칩의 친수성 유체 유입구에 주입시켜 오일상 유체와 합류하면 조영제 봉입 미세 액적이 만들어 진다. 이후, 상술한 바와 같이 경화, 세척 및 건조 과정을 거치면 조영제가 봉입된 색전 미세구를 제조할 수 있다.
By using the contrast agent-encapsulated embolism microsphere manufacturing system as shown in FIG. 7, the contrast medium is injected into the core flow and the hydrophilic polymer fluid is injected into the envelope flow to create a flow in which the contrast agent is enclosed within the hydrophilic polymer fluid. This is injected into the hydrophilic fluid inlet of the droplet-on-a-chip for droplet formation and combined with the oily fluid to produce contrast-encapsulated fine droplets. Subsequently, as described above, when the curing, washing, and drying process are performed, the embolical microspheres in which the contrast agent is encapsulated may be manufactured.

도 8은 SLM(serpentine laminating micromixer)를 보여주는 도식도이다.8 is a schematic diagram showing a serpentine laminating micromixer (SLM).

효과적인 색전을 위해 약리활성 물질 바람직하게는 항암재인 독소루비신(Doxorubicin) 또는 파클리탁셀(paclitaxel) 등을 미세구에 탑재 시킨다면, 일반적인 색전에 비해 효과가 비교할 수 없을 정도로 높아지게 된다. 하지만 마이크로 채널에서는 채널 내부의 낮은 Re로 인해 주입되는 두 유체의 효과적인 혼합을 기대할 수 없다. 기존의 대규모 시스템의 경우, 유체 내에서 프로펠러를 돌리거나, 자기 구슬(magnetic bead) 등의 움직이는 파트를 유체 내에 도입할 경우 레이놀드(Reynolds) 수가 충분히 큼으로 난류(turbulent flow)를 유발하는 것이 가능하여, 유체의 혼합을 얻을 수 있었다.Pharmacologically active substances for effective embolism Preferably doxorubicin (doxorubicin) or paclitaxel (paclitaxel) and the like, if mounted on the microspheres, the effect is incomparably higher compared to normal embolism. In microchannels, however, the low Re inside the channel prevents the effective mixing of two injected fluids. In existing large-scale systems, it is possible to induce turbulent flow with a large enough Reynolds number if the propeller is turned in the fluid or moving parts such as magnetic beads are introduced into the fluid. Thus, a mixture of fluids was obtained.

하지만 미세 유체공학 시스템의 경우, 레이놀드 수가 크게 줄어들게 되므로 층류(laminar flow) 외에 난류가 형성되지 않으므로, 확산(diffusion)에 의한 혼합 밖에 기대할 수 없게 되어 결과적으로 균일한 유체의 혼합물을 얻기가 힘들어진다. 그러므로 약리활성 물질을 탑재한 미세구 제작을 위한 마이크로 채널에서는 마이크로믹서가 필수적인 디바이스라고 볼 수 있는데, 본 발명에서는 SLM을 이용하였다.However, in the case of microfluidic systems, since the Reynolds number is greatly reduced, turbulence is formed in addition to the laminar flow, so that only mixing by diffusion can be expected, and as a result, it is difficult to obtain a uniform mixture of fluids. . Therefore, it can be seen that the micromixer is an essential device in the microchannel for the production of microspheres equipped with pharmacologically active materials. In the present invention, the SLM is used.

도 8a를 참조해서 보면, 본 발명의 시스템에 포함되는 마이크로 믹서(300)는 서로 다른 유체가 유입되는 한 쌍의 주입구(12a, 12b)를 구비하며 주입 된 유체가 합류되어 지나는 유입채널(12)과, 주입된 유체가 혼합되어 유출되는 유출채널(13), 및 유입채널(12)과 유출채널(13) 사이에 형성되어 이들을 연결하면서 상기 주입된 유체를 혼합시키는 혼합부(15)로 구성된다. 상기 혼합부(15)는 연이어 배치되는 제1 혼합유닛(20)과 제2 혼합유닛(30)을 포함한다.Referring to FIG. 8A, the micromixer 300 included in the system of the present invention includes a pair of inlets 12a and 12b through which different fluids are introduced, and an inlet channel 12 through which the injected fluids are joined. And an outlet channel 13 through which the injected fluid is mixed and discharged, and a mixing unit 15 formed between the inlet channel 12 and the outlet channel 13 to connect the injected fluids while mixing the injected fluid. . The mixing unit 15 includes a first mixing unit 20 and a second mixing unit 30 which are arranged successively.

제1 혼합유닛(20)은, 상기 유입채널(12)로부터 분지(分枝)되는 한 쌍의 1차 분할채널(21, 22)과, 이 1차 분할채널(21,22)의 각 끝단과 연통되는 1차 합류채널(23)을 포함한다. 1차 분할채널(21, 22)은 상기 유입채널(12) 진행방향에 대한 제1 측편을 향해 연장되면서 상기 유입채널(12)에서 합류된 유체가 재분할되어 지나게 된다. 1차 합류채널(23)은 상기 1차 분할채널(21, 22)과는 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 1차 분할채널(21, 22)에서 분할된 유체가 합류되어 지나게 된다.The first mixing unit 20 includes a pair of primary split channels 21 and 22 branched from the inlet channel 12, and ends of the primary split channels 21 and 22. And a primary confluence channel 23 in communication. The primary split channels 21 and 22 extend toward the first side with respect to the flow direction of the inflow channel 12, and the fluid joined in the inflow channel 12 is repartitioned. The primary confluence channel 23 is disposed in a different layer from the primary split channels 21 and 22, and the fluid divided in the primary split channels 21 and 22 passes through.

제2 혼합유닛(30)은, 상기 1차 합류채널(23)로부터 분지(分枝)되는 한 쌍의 2차 분할채널(31, 32)과, 상기 2차 분할채널(31, 32)의 각 끝단과 연통되는 2차 합류채널(33)을 포함한다. 2차 분할채널(31, 32)은 상기 제1 측편과는 반대방향인 제2 측편을 향해 연장되면서 상기 1차 합류채널(23)에서 합류된 유체가 재분할되어 지나게 된다. 2차 합류채널(33)은 상기 2차 분할채널(31, 32)과는 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 2차 분할채널(31, 32)에서 분할된 유체가 합류되어 지나게 된다.The second mixing unit 30 includes a pair of secondary split channels 31 and 32 branched from the primary joining channel 23 and each of the secondary split channels 31 and 32. And a secondary confluence channel 33 in communication with the end. The secondary divided channels 31 and 32 extend toward the second side opposite to the first side, and the fluid joined in the primary confluence channel 23 is repartitioned. The secondary confluence channel 33 is disposed in a different layer from the secondary partition channels 31 and 32 while the fluid divided in the secondary partition channels 31 and 32 joins.

본 실시예에서 1차 분할채널(21, 22)은 상기 유입채널(12)의 진행방향에 대하여 좌측편을 향하도록 형성되고 있으며, 2차 분할채널(31, 32)은 상기 유입채널(12)의 진행방향에 대하여 우측편을 향하도록 형성되고 있다. 이 때, 상기 1차 분할채널(21, 22)은 상기 유입채널(12)의 진행방향에 대하여 실질적으로 직각인 방향으로 꺾여져 형성되며, 2차 분할채널(31, 32) 또한 상기 유입채널(12)의 진행방향에 대하여 실질적으로 직각인 방향으로 꺾여져 형성된다. 그러나 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 상기 1차 분할채널(21, 22)이 우측편을 향하고, 2차 분할채널(31, 32)이 좌측편을 향하도록 형성되는 것도 가능하다.In the present exemplary embodiment, the primary divided channels 21 and 22 are formed to face the left side with respect to the advancing direction of the inflow channel 12, and the secondary divided channels 31 and 32 are the inflow channel 12. It is formed to face the right side with respect to the traveling direction of. In this case, the primary divided channels 21 and 22 are formed by being bent in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the inflow channel 12, and the secondary divided channels 31 and 32 are also formed in the inflow channel ( It is formed by bending in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of 12). However, the present invention is not limited thereto, and the first divided channels 21 and 22 may face the right side, and the second divided channels 31 and 32 may face the left side.

1차 분할채널(21, 22)은 상기 유입채널(12)과 나란한 방향으로 이어지는 주채널과, 상기 제1 측편을 향해 상기 주채널의 진행방향에 대하여 실질적으로 직각 방향으로 꺾어져 형성되는 분지채널로 구분할 수 있다. 한 쌍의 분지채널을 구비함으로써 본 실시예의 분할채널은 F-자 형상을 갖게 된다. 분할채널의 개수가 늘어나는 경우에 상기 주채널은 길이가 더 길어지고 분지채널은 개수가 더 늘어난다. 마찬가지로 2차 분할채널(31, 32)도 상기 유입채널(12)과 나란한 방향으로 이어지는 주채널과, 상기 제2 측편을 향해 상기 주채널의 진행방향에 대하여 실질적으로 직각 방향으로 꺾어져 형성되는 분지채널로 구분할 수 있다.The primary split channels 21 and 22 are main channels extending in a direction parallel to the inflow channel 12 and branch channels formed to be substantially perpendicular to the traveling direction of the main channel toward the first side. Can be divided into By providing a pair of branching channels, the splitting channel of this embodiment has an F-shape. When the number of split channels increases, the main channel has a longer length, and the number of branch channels increases. Similarly, the secondary divided channels 31 and 32 also have a main channel extending in a direction parallel to the inflow channel 12 and a branch formed to be bent in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the main channel toward the second side. Can be divided into channels.

상기 혼합부(15)는 연이어 배치되는 제1 혼합유닛(20)과 제2 혼합유닛(30)의 구조가 교번하여 다수 반복되어 구비될 수 있다. 도 8b에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는 유출채널(13)에 이르기까지 제1 혼합유닛(20)과 제2 혼합유닛(30)의 구조가 2번씩 반복되어 형성되고 있다. 이 때, 최종 합류채널(51)은 유출채널(13)과 연결되면서 균질하게 혼합된 유체를 유출하게 된다.The mixing unit 15 may be provided with a plurality of repeated alternating structures of the first mixing unit 20 and the second mixing unit 30 arranged in succession. As shown in FIG. 8B, the structures of the first mixing unit 20 and the second mixing unit 30 are repeated two times until the outlet channel 13 is formed. At this time, the final confluence channel 51 is connected to the outlet channel 13 to flow out the homogeneously mixed fluid.

한편, 연이어 배치되는 혼합유닛에서 분할채널과 합류채널은 층을 서로 바꾸어가며 형성된다. 즉 제1 혼합유닛(20)의 1차분할채널(21, 22)은 제2 혼합유닛(30)의 2차 분할채널(31, 32)과 서로 다른 층으로 형성되고, 제1 혼합유닛(20)의 1차 합류채널(23)은 제2 혼합유닛(30)의 2차 합류채널(33)과 서로 다른 층으로 형성된다. 그리고 상기 1차 합류채널(23)은 2차 분할채널(31, 32)과 같은 층에 형성되며 서로 연결되고, 다시 상기 2차 합류채널(33)은 상기 1차 분할채널(21, 22)과 같은 층에 형성된다. 이와 같이 구비되는 제1 혼합유닛(20)과 제2 혼합유닛(30)에 의하여 3차원 나선형유로를 형성하게 되며, 주입된 서로 다른 유체는 이를 통하여 이송되면서 분할 및 재배열의 카오스 혼합 메커니즘과 카오스 이류(chaotic advection)의 카오스 혼합 메커니즘이 결합되어 균질하게 혼합될 수 있다.On the other hand, in the mixing unit arranged in succession, the split channel and the confluence channel are formed by changing the layers. That is, the primary splitting channels 21 and 22 of the first mixing unit 20 are formed in different layers from the secondary splitting channels 31 and 32 of the second mixing unit 30 and the first mixing unit 20. The primary confluence channel 23 of) is formed in a different layer from the secondary confluence channel 33 of the second mixing unit 30. The primary confluence channel 23 is formed on the same layer as the secondary division channels 31 and 32 and connected to each other, and the secondary confluence channel 33 is connected to the primary division channels 21 and 22. Is formed on the same layer. The three-dimensional spiral flow path is formed by the first mixing unit 20 and the second mixing unit 30 provided as described above, and the injected different fluids are transferred through the chaotic mixing mechanism and the chaotic advection of splitting and rearranging. The chaotic mixing mechanism of the chaotic advection can be combined and mixed homogeneously.

이 때, 상기 1차, 2차 분할채널(21, 22, 31, 32)과 1차, 2차 합류채널(23, 33)은, 각 분할채널을 통하여 분할된 유체가 상기 각 합류채널을 통해 재결합 지점까지 이송되는 동안 각각 실질적으로 동일한 거리만큼 이동하도록 형성된다.At this time, the primary, secondary split channels (21, 22, 31, 32) and the primary, secondary confluence channels (23, 33), the fluid divided through the respective divided channels through the respective confluence channels They are formed to travel substantially the same distance each while being conveyed to the recombination point.

그리고 상기 1차 합류채널(23)과 이로부터 분지되는 2차 분할채널(31, 32)의 시점에는 확장부(33)를 형성하여 유체의 유동을 원활하게 할 수 있다.In addition, the expansion part 33 may be formed at the time points of the primary confluence channel 23 and the secondary division channels 31 and 32 branched therefrom to facilitate fluid flow.

이상과 같은 마이크로 채널 내부의 유체들의 유동 구동을 위해서 마이크로 채널 재료의 선택을 통해 압력을 이용한 압력구동 유동 또는 전기장을 통한 전기 삼투 유동 등 어떠한 유체 유동 구동원도 적용 가능하다.Any fluid flow drive source, such as a pressure driven flow using pressure or an electric osmotic flow through an electric field, may be applied through the selection of the micro channel material for the flow driving of the fluids inside the micro channel as described above.

이하에서는 도 8b를 참조하여 주입된 유체가 분할되는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of dividing the injected fluid will be described with reference to FIG. 8B.

한 쌍의 주입구(12a, 12b)를 통해 주입되어 유입채널(12)에서 합류된 유체 유동은 제1 혼합유닛(20)을 만나게 될 경우 1차 분할채널(21, 22)을 통해 두 유동으로 분할되며, 1차 합류채널(23)에서 다시 결합한다. 즉 주입구(12a, 12b)를 통해 각각 주입된 제1 유체(17)와 제2 유체(18)는 도 8a의 A구간에서 도 8b의 A와 같이 만나게 되며, 1차 분할채널(21,22)에서 분할되어 각각 도 8b의 B, C와 같이 분할된다. 분할된 두 유체(17, 18)는 1차 합류채널(23)에서 본 실시예에 따른 제1 혼합유닛(20)의 배열 방식 때문에 두께 방향으로 결합하게 되어 재결합 양상은 도 8b의 D와 같은 적층이 이루어진다. 이러한 혼합 메커니즘에 의해 도 8a의 D, G, J, K에서 두께 방향의 적층이 이루어져 유체의 경계 면을 기하급수적으로 늘려 카오스 혼합을 유도하게 된다.The fluid flow injected through the pair of inlets 12a and 12b and joined in the inlet channel 12 is divided into two flows through the primary split channels 21 and 22 when it meets the first mixing unit 20. Then, combine again in the primary joining channel (23). That is, the first fluid 17 and the second fluid 18 injected through the injection holes 12a and 12b respectively meet as shown in FIG. 8B in section A of FIG. 8A, and the primary split channels 21 and 22. Are divided into B and C of FIG. 8B, respectively. The divided two fluids 17 and 18 are combined in the thickness direction due to the arrangement of the first mixing unit 20 according to the present embodiment in the primary confluence channel 23 so that the recombination aspect is stacked as shown in FIG. 8B. This is done. This mixing mechanism causes stacking in the thickness direction in D, G, J, and K of FIG. 8A to increase the interface of the fluid exponentially to induce chaotic mixing.

상술한 마이크로믹서를 통하여 친수성 고분자와 혼합하는 약리활성물질은 바람직하게는 항암제이고, 보다 바람직하게는 파클리탁셀(paclitaxel), 시스플라틴(cisplatin), 카르보플라틴(carboplatin), 프로카르바진(procarbazine), 메클로레타민(mechlorethamine), 시클로포스파미드(cyclophosphamide), 이포스파미드(ifosfamide), 멜팔란(melphalan), 클로라부실(chlorambucil), 비술판(bisulfan), 니트로소우레아(nitrosourea), 디악티노마이신(dactinomycin), 다우노루비신(daunorubicin), 독소루비신(doxorubicin), 블레오마이신(bleomycin), 플리코마이신(plicomycin), 미토마이신(mitomycin), 에토포시드(etoposide), 탁목시펜(tamoxifen), 트랜스플라티눔(transplatinum), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 아드리아마이신(adriamycin), 빈크리스틴(vincristin), 빈블라스틴(vinblastin) 또는 메토트렉세이트(methotrexate)이다.
The pharmacologically active substance mixed with the hydrophilic polymer through the above-described micromixer is preferably an anticancer agent, more preferably paclitaxel, cisplatin, carboplatin, procarbazine, and memethol. Mechlorethamine, cyclophosphamide, ifosfamide, melphalan, chlorambucil, bisulfan, nitrosourea, diactino Mycin (dactinomycin), daunorubicin, doxorubicin, bleomycin, bleomycin, plicomycin, mitomycin, etoposide, tamoxifen, tamoxifen, Transplatinum, 5-fluorouracil, adriamycin, vincristin, vinblastin or methotrexate.

도 9는 혈관 맞춤형 기능성 고분자-조영제(SPIO)-약리활성 물질(항암제) 미세구 제작과정을 보여주는 도식도이다.Figure 9 is a schematic diagram showing the process of producing a blood vessel tailored functional polymer-contrast agent (SPIO) -pharmacologically active substance (anticancer agent) microspheres.

도 9를 통해서 본 발명의 색전 미세구 제조 시스템을 통하여 조영제가 봉입되고 약리활성 물질(예: 항암제)을 탑재된 색전 미세구 제조 과정을 설명하면, 나선형 마이크로 믹서(SLM)(300)을 이용하여 항암제와 친수성 고분자 유체를 혼합하여 3D-HFMD(200)의 유입구(211)로, 그리고 친수성 고분자 유체만을 외피 유동(231, 232, 241, 242)으로 주입시키고, 코어 유동(221, 222)에 SPIO 등의 조영제를 주입시키면 항암제가 탑재된 친수성 고분자에 SPIO가 봉입된 상태의 유체가 만들어 진다.Referring to Figure 9 through the embolic microspheres manufacturing system of the present invention to describe the embolic microspheres manufacturing process encapsulated with a pharmacologically active material (eg, anticancer agent), using a spiral micro mixer (SLM) (300) The anticancer agent and the hydrophilic polymer fluid are mixed and injected into the inlet 211 of the 3D-HFMD 200, and only the hydrophilic polymer fluid is introduced into the shell flow 231, 232, 241 and 242, and the SPIO in the core flow 221 and 222. Injecting a contrast agent, such as SPIO is made into a hydrophilic polymer loaded with an anticancer agent.

상기 항암제가 탑재된 친수성 고분자에 SPIO가 봉입된 상태의 유체를 액적 형성용 랩온어칩(100)을 이용하여 오일 상에 해당하는 소수성 유체를 외피 유동(110, 111)에 주입시키면 미세구 액적이 만들어지고, 만들어진 액적을 광중합이나 화학적 반응을 이용하여 경화시키면, SPIO가 봉입된 항암제 탑재 미세구가 만들어 지게 된다.When the hydrophilic polymer loaded with the anticancer agent is injected with a hydrophobic fluid corresponding to oil on a shell fluid (110, 111) by using a droplet-forming wrap-on-a-chip (100), the SPIO-encapsulated microsphere droplets When the resulting droplets are cured using photopolymerization or chemical reactions, SPIO-enclosed anticancer loaded microspheres are produced.

이러한 미세구는 비교적 간단한 방법으로 만들 수 있으며 단분산에 가깝게 일정한 크기를 가진다. 또한 미세구의 크기는 400-600 마이크론으로 혈관 크기에 적합하고 조영제가 봉입되어 시술이 용이하며, 항암제가 탑재되어 있어 색전의 효율을 크게 높일 수 있다.
These microspheres can be made in a relatively simple manner and have a constant size close to monodispersion. In addition, the size of the microspheres is 400-600 microns, suitable for blood vessel size, the contrast agent is encapsulated, the procedure is easy, and the anti-cancer agent is mounted to greatly increase the efficiency of embolization.

실시예Example 1:  One: 액적Droplets 형성용  Forming 랩온어칩(Lab on a chip; LOC)(100)의Lab on a chip (LOC) 100 제작 making

액적 형성용 LOC을 제작하기 위해 UV-몰딩과 PDMS 주조법을 이용하였다. 요약하면, 기판 위에 음각 감광재를 코팅하고 두 차례 소프트 베이킹 과정을 거쳤다. 제작된 마스크를 통해 UV 라이트로 감광재를 노출시켰다. UV 노출 후에 PEB(post exposure baking) 공정을 하였다. 그리고 패터닝된 실리콘 기판을 현상(development)해서 미세구 제작용 LOC 마스터를 패터닝하였다.UV-molding and PDMS casting were used to fabricate LOC for droplet formation. In summary, the negative photoresist was coated onto the substrate and subjected to two soft baking processes. The photosensitive material was exposed to UV light through the manufactured mask. After UV exposure, a post exposure baking (PEB) process was performed. The patterned silicon substrate was developed to pattern the LOC master for microsphere fabrication.

상기 실리콘 기판 마스터에 PDMS(polydimethylsiloxane) 주조를 통해 액적 형성용 LOC를 제작하였다. PDMS 주조는 가장 먼저 실리콘 기판을 표면에 실란화(silanization)하여 소수성을 띄게 하여 PDMS를 더욱 쉽게 떼어낼 수 있도록 하였다. 요약하면, PDMS는 Sylgard 184(Dow Corning)의 예비고분자와 경화제로 이루어져 있으며 10:1의 비율로 혼합되어 있다. 혼합된 PDMS를 실리콘 기판에 천천히 붓고, 주조하는 동안 공기 방울의 형성을 막기 위해서 진공상태로 하였다. 진공 상태로 기포가 제거된 실리콘 기판과 PDMS를 가열장치를 이용하여 열경화시키고, 경화 후 실리콘 기판으로부터 PDMS를 떼어내었다. 도 2는 상술한 PDMS 주조 공정을 보여주는 도식도이다.Droplet-forming LOC was manufactured by casting polydimethylsiloxane (PDMS) on the silicon substrate master. PDMS casting was the first to silanize a silicon substrate to the surface, making it hydrophobic, making it easier to remove PDMS. In summary, PDMS consists of prepolymers and hardeners of Sylgard 184 (Dow Corning) and mixed at a ratio of 10: 1. The mixed PDMS was poured slowly into the silicon substrate and vacuumed to prevent the formation of air bubbles during casting. The silicon substrate and PDMS from which bubbles were removed in a vacuum state were thermosetted using a heating apparatus, and after curing, the PDMS was removed from the silicon substrate. 2 is a schematic showing the PDMS casting process described above.

경화된 하나의 PDMS만으로는 마이크로채널이 될 수 없으므로 유리판 또는 다른 PDMS에 또 다른 PDMS를 접합하였다. PDMS의 접합을 위해 산화 플라스마 방법을 이용하였다. 요약하면, PDMS의 경우 산화 플라즈마를 표면에 가하면 PDMS 표면이 친수성을 띄게 된다. PDMS의 접착력을 증가시키기 위해서 PDMS의 모든 표면이 친수성을 가질 수 있도록 PDMS 표면에 플라즈마를 가한 후 바로 붙혀 두 PDMS 층을 접합시켜 도 1과 같은 유입구 및 유출구를 가지는 랩온어칩(LOC)를 제작하였다.
Since only one cured PDMS could not be a microchannel, another PDMS was bonded to a glass plate or another PDMS. An oxidative plasma method was used for the conjugation of PDMS. In summary, the PDMS surface becomes hydrophilic when the plasma is oxidized. In order to increase the adhesion of PDMS, a plasma was applied to the PDMS surface so that all surfaces of the PDMS were hydrophilic, and then the two PDMS layers were directly bonded to each other, thereby preparing a wrap-on-a-chip having an inlet and an outlet as shown in FIG. .

실시예Example 2:  2: 랩온어칩(100)을Wrap on a chip (100) 이용하여 블랭크  By using blank 미세구Microspheres 제조 Produce

도 3은 상기 실시예 1에서 제작한 랩온어칩(100)을 포함하는 미세구 액적 제작 장치를 보여주는 사진이다. 친수성 유체로 흘려주는 물질은 친수성 고분자로PNIPam(poly N-isopropylacrylamide)(Sigma-Aldrich) 10 w/w%(용질의 무게/용매의 무게)의 비율로 용매(탈이온화수(D.I water))에 용해시킨 다음, 가교제 N,N’-메틸렌비스아크릴아미드(methylenebisacrylamide)(Sigma-Aldrich)를 상기 친수성 고분자의 0.3 mol% (상대적 몰 비율)로 첨가하여 용해시키고, 마지막으로 경화제 4-(2-하이드록시에톡시)페닐-(2-하이드록시-2-프로필)케톤)(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)ketone)(Irgacure 2959, Ciba Specialty Chemicals)을 상기 친수성 고분자의 10 wt% (무게 비)로 혼합하였다.3 is a photograph showing a microsphere droplet manufacturing apparatus including the lab-on-a-chip 100 manufactured in Example 1. The material to be flowed into the hydrophilic fluid is a hydrophilic polymer, which is dissolved in a solvent (DI water) at a ratio of 10 w / w% (the weight of the solute / the weight of the solvent) of polyN-isopropylacrylamide (PNIPam) (Sigma-Aldrich). After dissolving, the crosslinking agent N, N'-methylenebisacrylamide (Sigma-Aldrich) was added at 0.3 mol% (relative molar ratio) of the hydrophilic polymer to dissolve, and finally the curing agent 4- (2-hydride). Hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone) (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone) (Irgacure 2959, Ciba Specialty Chemicals) Mix at 10 wt% (weight ratios) of the polymer.

도 3에서 볼 수 있듯이, 시린지 펌프를 이용하여 유입구 B로 코어(core) 유동이 되도록 친수성 단량체 PNIPam을 포함하는 친수성 유체를 주입시키고, 유입구 A로 외피(sheath) 유동이 되도록 소수성 유체로 실리콘 오일을 주입시켜, W/O 미세구 액적을 제작하였다.As shown in FIG. 3, a hydrophilic fluid including a hydrophilic monomer PNIPam is introduced into the inlet B using a syringe pump to inject the silicone oil into the hydrophobic fluid such that the inlet A has a sheath flow. Injection was performed to prepare W / O microsphere droplets.

도 4 및 5에서 볼 수 있듯이, 랩온어칩(100)의 합류채널(150)의 출구로 빠져나와 연속적으로 흐르는 미세구 액적들에 UV 램프를 이용하여 수 초간 UV를 조사하여 액적들을 경화시켜 고분자 미세구를 제조하였다. 이어 고분자 미세구는 에탄올 수조에 담아 오일 상 유체를 제거하고, 필터링 및 건조 과정을 거쳐 고분자 미세구를 수집하였다.
As can be seen in Figures 4 and 5, the microsphere droplets exiting the outlet of the confluence channel 150 of the lab-on-a-chip 100 continuously irradiated with UV lamps for several seconds using a UV lamp to cure the droplets to polymer Microspheres were prepared. Subsequently, the polymer microspheres were placed in an ethanol bath to remove the oil phase fluid, and the polymer microspheres were collected by filtering and drying.

실시예Example 3:  3: SPIOSPIO 봉입  Enclosed 미세구의Microsphere 제조 Produce

자기공명영상(MRI) 조영제로 SPIO(superparamagnetic iron oxide)를 시그마-알드리치 사로부터 구입하여 이용하였다. 미세구에 조영제를 봉입하여 색전술에 이용하기 위한, SPIO가 봉입(encapsulation)된 미세구를 제조하기 위해서, 도 6의 (a) 패널의 3D-HFMD(3-dimensional hydrodynamic focusing device)(200)를 랩온어칩(100) 도 3의 유입구 B에 연결하여 일체로 형성된 도 7의 색전 미세구 제조 시스템을 구축하였다.Superparamagnetic iron oxide (SPIO) was purchased from Sigma-Aldrich as a magnetic resonance imaging (MRI) contrast medium. In order to manufacture SPIO-encapsulated microspheres for encapsulating the microspheres for use in embolization, 3-D hydrodynamic focusing device (3D-HFMD) 200 of FIG. The lab-on-a-chip 100 was connected to the inlet B of FIG. 3 to form an embolic microsphere manufacturing system of FIG. 7 integrally formed.

도 6 (a) 패널 및 7에서 볼 수 있듯이, 코어 유동(core flow)에 SPIO를 주입시키고, 코어 유체와 세 개의 외피 유체(PNIPam, 가교제 및 경화제를 포함하는 친수성 유체)를 주입시켜 친수성 유체 내부에 SPIO가 봉입된 액적을 제조하였다. 실시예 2와 동일하게, 랩온어칩(100)의 출구로 빠져나와 연속적으로 흐르는 SPIO 봉입 미세구 액적들에 UV 광을 조사하여 경화시키고 오일 상의 유체를 제거 한 다음, 필터링 및 건조 과정을 거쳐 SPIO가 봉입된 미세구를 수집하였다.
As shown in FIG. 6 (a) panel and 7, SPIO is injected into the core flow, and the core fluid and three envelope fluids (hydrophilic fluid including PNIPam, crosslinking agent and curing agent) are injected to the inside of the hydrophilic fluid. SPIO-encapsulated droplets were prepared. In the same manner as in Example 2, the SPIO-encapsulated microsphere droplets exiting from the outlet of the lab-on-a-chip 100 and continuously flowing are irradiated with UV light and cured, and the oil phase fluid is removed. The SPIO is then filtered and dried. The enclosed microspheres were collected.

실시예Example 4: 항암제가 탑재된  4: anticancer 미세구의Microsphere 제조 Produce

효과적인 색전을 위해 항암제인 독소루비신(doxorubicin) 또는 파클리탁셀(paclitaxel)을 미세구에 탑재 시키기 위해서, 도 8의 나선형 라미네이팅 마이크로믹서(serpentine laminating micromixer)(300)를 랩온어칩(100) 도 3의 유입구 B에 연결하여 일체로 형성된 항암제 탑재 미세구 제조 시스템을 구축하였다.
In order to mount doxorubicin or paclitaxel, which is an anticancer agent for effective embolization, onto the microspheres, the serpentine laminating micromixer 300 of FIG. 8 is wrapped on the inlet B of FIG. 3. In connection with the anticancer agent-mounted microsphere manufacturing system was formed integrally.

실시예Example 5:  5: SPIOSPIO 봉입 및  Encapsulation and 항암재Anticancer material 탑재  Mount 미세구의Microsphere 제조 Produce

미세 유체 시스템을 이용하여 조영제 및 항암제를 색전 미세구에 봉입 및 탑재하여 종양조직 주변에 형성된 혈관에 적용되는 색전술, 조영제 및 약물전달 시스템에 이용하기 위한 색전 미세구를 제조하였다.The microfluidic system was used to encapsulate and mount the contrast agent and the anticancer agent in the embolic microspheres to prepare embolic microspheres for embolization, contrast agent, and drug delivery system applied to blood vessels formed around tumor tissue.

도 9에서 볼 수 있듯이, SPIO 봉입 및 항암재 탑재 미세구를 제조하기 위하여, 나선형 라미네이팅 마이크로믹서(SLM)(300)로 독소루비신과 PNIPam을 혼합하고, 이러한 혼합물을 도 6의 (a) 패널 3D-HFMD(200)의 외피 유동 A(주채널의 주입구: 211), 외피 유동 B(부채널 2의 주입구: 231, 232) 및 외피 유동 C(부채널 3의 주입구: 241, 242))로 주입시키고, 코어 유동(부채널 1의 주입구: 221, 222)에 MRI 조영제인 SPIO를 주입시켜, 항암제가 탑재된 고분자에 SPIO가 봉입된 상태의 유동을 만들었다. 이어 상기 유동을 코어 유동에 주입시키면서 액적 형성용 랩온어칩(100)을 이용하여 실리콘 오일을 외피 유동(측면채널: 110, 111)에 주입시켜 미세구 액적을 제조하였고, 상기 액적에 UV 광을 조사하여 경화시켜, SPIO가 봉입된 항암제 탑재 미세구를 제조하였다.As can be seen in Figure 9, in order to manufacture SPIO-encapsulated and anticancer loading microspheres, doxorubicin and PNIPam are mixed with a spiral laminating micromixer (SLM) 300, and the mixture is shown in (a) panel 3D- of FIG. Inject into HFMD 200 in sheath flow A (main channel inlet: 211), sheath flow B (inlet of subchannel 2: 231, 232) and sheath flow C (inlet of subchannel 3: 241, 242). SPIO, which is an MRI contrast agent, was injected into the core flow (inlets of the subchannel 1, 221 and 222) to create a flow in which the SPIO was encapsulated in a polymer loaded with an anticancer agent. Subsequently, the microspheres were prepared by injecting the silicone oil into the envelope flow (side channels 110 and 111) using the droplet-on wrap-on chip 100 while injecting the flow into the core flow, and applying UV light to the droplet. It irradiated and hardened | cured and the anticancer drug loading microspheres in which SPIO was enclosed was produced.

이렇게 만들어진 미세구는 비교적 간단한 방법으로 만들 수 있으며, 단분산에 가깝게 일정한 크기를 가진다. 또한 미세구의 크기는 400-600 마이크론으로 혈관 크기에 적합하고, MRI 조영제가 봉입되어, 시술이 용이하며, 항암제가 탑재되어 있어, 색전의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
The microspheres thus made can be made in a relatively simple manner and have a constant size close to monodispersion. In addition, the size of the microspheres is 400-600 microns, suitable for blood vessel size, MRI contrast agent is encapsulated, the procedure is easy, and the anticancer agent is mounted, the efficiency of embolization can be greatly improved.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.

Claims (29)

(a) 친수성 고분자 유체 및 조영제 유체가 각각 주입되어 친수성 고분자 유체에 조영제가 집속되게 하는 3차원 유체역학 집속 장치; 및 (b) 소수성 유체 및 상기 (a)의 3차원 유체역학 집속 장치에 의해 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함하는 색전 미세구 제조 장치.
(a) a three-dimensional hydrodynamic focusing device for injecting a hydrophilic polymer fluid and a contrast agent fluid to focus the contrast agent on the hydrophilic polymer fluid; And (b) a droplet-forming lab-on-a-chip for injecting a hydrophobic fluid and a hydrophilic polymer fluid in which a contrast agent fluid is concentrated by the three-dimensional hydrodynamic focusing device of (a).
제 1 항에 있어서, 상기 (a) 3차원 유체역학 집속 장치는 친수성 고분자 유체를 주입하는 유입구와 조영제가 집속된 친수성 고분자 유체를 유출하는 유출구를 구비하는 주채널; 및 상기 주채널의 유입구와 유출구 사이에서 주채널에 일정한 간격으로 연통되어 교차 형성되고 한 쌍의 주입구를 구비하며 상기 주채널의 유입구에서부터 일정한 간격으로 교차되도록 배열된 부채널 1 내지 3을 포함하고,
상기 부채널 1 및 2는 주채널의 아래층에 배치되며 교차 형성된 부분에는 부채널 1, 2 및 주채널의 폭이 국소적으로 감소되어 수직 집속부를 형성하고, 상기 부채널 3은 주채널과 같은 층에 배치되며 교차 형성된 부분에는 부채널 3 및 주채널의 폭의 변화가 없이 수평 집속부를 형성하는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein (a) the three-dimensional hydrodynamic focusing device comprises: a main channel having an inlet for injecting a hydrophilic polymer fluid and an outlet for outflowing a hydrophilic polymer fluid focused with a contrast agent; And subchannels 1 to 3 communicating with the main channel at regular intervals between the inlet and the outlet of the main channel and being formed to cross each other, having a pair of inlets, and arranged to cross at regular intervals from the inlet of the main channel.
The subchannels 1 and 2 are disposed on a lower layer of the main channel, and the widths of the subchannels 1, 2 and the main channel are locally reduced in the intersected portion to form a vertical focusing portion, and the subchannel 3 is the same layer as the main channel. The embolic microspheres manufacturing apparatus, characterized in that the horizontal converging portion is formed on the cross-formed portion without changing the width of the subchannel 3 and the main channel.
제 1 항에 있어서, 상기 (b) 액적 형성용 랩온어칩은 소수성 유체가 유입되는 유입구를 구비한 한 쌍의 측면 채널을 포함하고, 상기 측면 채널의 합류점에는 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체가 유입되는 유입구 및 상기 소수성 유체와 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체가 유출되는 유출구를 구비하며, 상기 유출구에는 유출구와 연통되어 국소적으로 직경이 감소하는 합류채널, 직경이 급격히 증가하고 일정한 직경을 형성하는 튜브를 포함하고, 상기 유출구로 지나 합류 채널 및 튜브를 흐르는 조영제 유체가 집속된 친수성 고분자 유체는 소수성 유체와 합류하여 표면 장력의 차이로 인해 미세 액적이 형성되는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
The method of claim 1, wherein (b) the droplet-on wrap-on chip comprises a pair of side channels having an inlet for the hydrophobic fluid is introduced, the hydrophilic polymer fluid in which the contrast medium is concentrated at the confluence of the side channels An inlet for inflow and an outlet for outflow of a hydrophilic polymer fluid in which the hydrophobic fluid and the contrast medium are concentrated, and the outlet is in communication with the outlet and has a locally reduced diameter, a rapidly increasing diameter and forming a constant diameter. And a hydrophilic polymer fluid condensed with a contrast channel fluid passing through the confluence channel and the tube through the outlet, wherein the hydrophilic polymer fluid is combined with the hydrophobic fluid to form microdroplets due to a difference in surface tension. .
제 2 항에 있어서, 상기 부채널 1의 수직 집속부를 통과한 유체는 층류에 의해 위에서부터 주채널로 유입된 친수성 고분자 유체층 및 부채널 1로 유입된 조영제층으로 이중층을 형성하고, 상기 부채널 2의 수직 집속부를 통과한 유체는 층류에 의해 위에서부터 주채널로 유입된 친수성 고분자 유체층, 부채널 1로 유입된 조영제층 및 부채널 2로 유입된 친수성 고분자 유체층으로 삼중층을 형성하며, 상기 부채널 3의 수평 집속부를 통과한 유체는 동심원상으로 정중앙에서부터 부채널 1로부터 유입된 조영제층, 주채널, 부채널 2 및 부채널 3으로 유입된 친수성 고분자 유체층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
According to claim 2, The fluid passing through the vertical focusing portion of the sub-channel 1 forms a double layer of a hydrophilic polymer fluid layer introduced into the main channel from the top by laminar flow and a contrast agent layer introduced into the sub-channel 1, the sub-channel The fluid passing through the vertical focusing portion of 2 forms a triple layer with a hydrophilic polymer fluid layer introduced from the top into the main channel by laminar flow, a contrast agent layer introduced into the subchannel 1, and a hydrophilic polymer fluid layer introduced into the subchannel 2, The fluid passing through the horizontal focusing portion of the subchannel 3 is formed of a hydrophilic polymer fluid layer introduced into the contrast medium layer flowing from the center of the subchannel 1, the main channel, the subchannel 2 and the subchannel 3 in a concentric circle. Embolic microsphere manufacturing apparatus.
(a) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체를 주입하여 혼합하는 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서; 및 (b) 소수성 유체 및 상기 (a) 마이크로 믹서에 의해 혼합된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함하는 색전 미세구 제조 장치.
(a) a spiral lamination chaotic micromixer for injecting and mixing a pharmacologically active substance and a hydrophilic polymer fluid; And (b) a droplet-forming lab-on-a-chip for injecting a hydrophobic fluid and a mixed fluid of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid mixed by the micromixer (a).
제 5 항에 있어서, 상기 (a) 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서는 (ⅰ) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체가 주입되는 적어도 한 쌍의 주입구를 구비하며 주입된 유체가 합류되어 지나는 유입채널; (ⅱ) 상기 주입된 유체가 혼합되어 액적 형성용 랩온어칩으로 유출되는 유출채널; (ⅲ) 상기 유입채널과 유출채널 사이에서 이들과 연결되면서 연이어 배치되어 3차원 나선형 유로를 형성하면서 상기 주입된 유체를 혼합시키는 제1 혼합유닛과 제2 혼합유닛을 구비하는 혼합부를 포함하고,
상기 제1 혼합유닛은, 상기 유입채널로부터 분지(分枝)되어 상기 유입채널 내 유체 진행방향에 대한 제1 측편을 향해 연장되면서 상기 합류된 유체가 재분할되어 지나는 적어도 한 쌍의 1차 분할채널과, 상기 1차 분할채널과 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 1차 분할채널의 각 끝단과 연통되어 분할된 유체가 합류되어 지나는 1차 합류채널을 포함하며,
상기 제2 혼합유닛은, 상기 1차 합류채널로부터 분지(分枝)되어 상기 제1 측편과 맞은 편 방향인 제2 측편을 향해 연장되면서 상기 합류된 유체가 재분할되어 지나는 적어도 한 쌍의 2차 분할채널과, 상기 2차 분할채널과 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 2차 분할채널의 각 끝단과 연통되어 분할된 유체가 합류되어 지나는 2차 합류채널을 포함하고, 상기 2차 합류채널은 상기 유출채널로 이어지면서, 상기 주입된 유체를 3차원 나선형 유로를 통하여 이송하며 분할 및 재 배열과 카오스 이류의 카오스 혼합 메커니즘을 결합하여 혼합시키는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein (a) the spiral lamination chaos micromixer comprises: (i) an inlet channel having at least one pair of inlets through which the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid are injected; (Ii) an outlet channel through which the injected fluid is mixed and discharged to the droplet-on-a-chip; (Iii) a mixing part including a first mixing unit and a second mixing unit for mixing the injected fluid while being arranged in series with each other while being connected between the inflow channel and the outflow channel to form a three-dimensional spiral flow path,
The first mixing unit may include at least a pair of primary split channels branched from the inflow channel and extending toward the first side with respect to the direction of fluid flow in the inflow channel, through which the joined fluid is repartitioned; And a primary confluence channel disposed in a different layer from the primary partition channel and communicating with each end of the primary partition channel to allow the divided fluid to join.
The second mixing unit is divided into at least a pair of secondary splitting from the primary confluence channel and extending toward the second side piece in a direction opposite to the first side piece. A channel and a secondary confluence channel disposed in a different layer from the secondary partition channel and communicating with each end of the secondary partition channel to allow the divided fluid to join, and the secondary confluence channel is the outlet channel. Continued in the transfer, the injected fluid through a three-dimensional spiral flow path and embossed microspheres manufacturing apparatus characterized in that the mixing and combining the chaotic mixing mechanism of the split and rearrangement and chaotic advection.
(a) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체를 주입하여 혼합하는 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서; (b) 상기 (a) 마이크로 믹서에 의해 혼합된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체 및 조영제 유체가 각각 주입되어 상기 혼합 유체에 조영제가 집속되게 하는 3차원 유체역학 집속 장치; 및 (c) 소수성 유체 및 상기 (b)의 3차원 유체역학 집속 장치에 의해 조영제 유체가 집속된 혼합 유체가 각각 주입되는 액적 형성용 랩온어칩을 포함하는 색전 미세구 제조 장치.
(a) a spiral lamination chaotic micromixer for injecting and mixing a pharmacologically active substance and a hydrophilic polymer fluid; (b) a three-dimensional hydrodynamic focusing apparatus for injecting a mixed fluid and a contrast agent fluid of the pharmacologically active substance and the hydrophilic polymer fluid mixed by the micromixer to focus the contrast agent on the mixed fluid; And (c) a droplet-forming lab-on-a-chip for injecting a hydrophobic fluid and a mixed fluid in which the contrast medium is focused by the three-dimensional hydrodynamic focusing device of (b).
제 7 항에 있어서, 상기 (a) 나선형 라미네이션 카오스 마이크로 믹서는 (ⅰ) 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체가 주입되는 적어도 한 쌍의 주입구를 구비하며 주입된 유체가 합류되어 지나는 유입채널; (ⅱ) 상기 주입된 유체가 혼합되어 3차원 유체역학 집속 장치로 유출되는 유출채널; (ⅲ) 상기 유입채널과 유출채널 사이에서 이들과 연결되면서 연이어 배치되어 3차원 나선형 유로를 형성하면서 상기 주입된 유체를 혼합시키는 제1 혼합유닛과 제2 혼합유닛을 구비하는 혼합부를 포함하고,
상기 제1 혼합유닛은, 상기 유입채널로부터 분지(分枝)되어 상기 유입채널 내 유체 진행방향에 대한 제1 측편을 향해 연장되면서 상기 합류된 유체가 재분할되어 지나는 적어도 한 쌍의 1차 분할채널과, 상기 1차 분할채널과 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 1차 분할채널의 각 끝단과 연통되어 분할된 유체가 합류되어 지나는 1차 합류채널을 포함하며,
상기 제2 혼합유닛은, 상기 1차 합류채널로부터 분지(分枝)되어 상기 제1 측편과 맞은 편 방향인 제2 측편을 향해 연장되면서 상기 합류된 유체가 재분할되어 지나는 적어도 한 쌍의 2차 분할채널과, 상기 2차 분할채널과 서로 다른 층으로 배치되면서 상기 2차 분할채널의 각 끝단과 연통되어 분할된 유체가 합류되어 지나는 2차 합류채널을 포함하고, 상기 2차 합류채널은 상기 유출채널로 이어지면서, 상기 주입된 유체를 3차원 나선형 유로를 통하여 이송하며 분할 및 재 배열과 카오스 이류의 카오스 혼합 메커니즘을 결합하여 혼합시키는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
The method of claim 7, wherein the (a) spiral lamination chaos micromixer comprises: (i) an inlet channel having at least a pair of inlets through which the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid are injected; (Ii) an outlet channel through which the injected fluid is mixed and discharged to a three-dimensional hydrodynamic focusing device; (Iii) a mixing part including a first mixing unit and a second mixing unit for mixing the injected fluid while being arranged in series with each other while being connected between the inflow channel and the outflow channel to form a three-dimensional spiral flow path,
The first mixing unit may include at least a pair of primary split channels branched from the inflow channel and extending toward the first side with respect to the direction of fluid flow in the inflow channel, through which the joined fluid is repartitioned; And a primary confluence channel disposed in a different layer from the primary partition channel and communicating with each end of the primary partition channel to allow the divided fluid to join.
The second mixing unit is divided into at least a pair of secondary splitting from the primary confluence channel and extending toward the second side piece in a direction opposite to the first side piece. A channel and a secondary confluence channel disposed in a different layer from the secondary partition channel and communicating with each end of the secondary partition channel to allow the divided fluid to join, and the secondary confluence channel is the outlet channel. Continued in the transfer, the injected fluid through a three-dimensional spiral flow path and embossed microspheres manufacturing apparatus characterized in that the mixing and combining the chaotic mixing mechanism of the split and rearrangement and chaotic advection.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 1차 분할채널은, 상기 유입채널과 나란한 방향으로 이어지는 주채널과, 상기 제1 측편을 향해 상기 주채널의 진행방향에 대하여 직각 방향으로 꺾어져 형성되는 분지채널을 포함하는 색전 미세구 제조 장치.
The method according to claim 6 or 8, wherein the primary divided channel, the main channel extending in a direction parallel to the inflow channel, and is formed to be bent in a direction perpendicular to the traveling direction of the main channel toward the first side. An embolic microsphere manufacturing apparatus comprising a branch channel.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 2차 분할채널은, 상기 유입채널과 나란한 방향으로 이어지는 주채널과, 상기 제2 측편을 향해 상기 주채널의 진행방향에 대하여 직각 방향으로 꺾어져 형성되는 분지채널을 포함하는 색전 미세구 제조 장치.
The method of claim 6 or 8, wherein the secondary divided channel is formed in a direction perpendicular to the traveling direction of the main channel toward the second side and the main channel extending in the direction parallel to the inflow channel. An embolic microsphere manufacturing apparatus comprising a branch channel.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 혼합부는 연이어 배치되는 제1 혼합유닛과 제2 혼합유닛이 교번하여 다수 반복되어 구비되는 색전 미세구 제조 장치.
The apparatus of claim 6 or 8, wherein the mixing part is provided with a plurality of first and second mixing units arranged in succession alternately.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제1 혼합유닛의 1차 분할채널은 상기 제2 혼합유닛의 2차 분할채널과 서로 다른 층으로 형성되고, 상기 제1 혼합유닛의 1차 합류채널은 상기 제2 혼합유닛의 2차 합류채널과 서로 다른 층으로 형성되는 색전 미세구 제조 장치.
The method according to claim 6 or 8, wherein the primary splitting channel of the first mixing unit is formed in a different layer from the secondary splitting channel of the second mixing unit, and the primary joining channel of the first mixing unit is Apparatus for producing a microemulsion sphere formed of a different layer from the secondary confluence channel of the second mixing unit.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제1 혼합유닛의 1차 합류채널은 상기 제2 혼합유닛의 2차 분할채널과 같은 층에 형성되는 색전 미세구 제조 장치.
The apparatus of claim 6 or 8, wherein the primary confluence channel of the first mixing unit is formed on the same layer as the secondary division channel of the second mixing unit.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 1차 및 2차 분할채널과 상기 1차 및 2차 합류채널은, 상기 각 분할채널을 통하여 분할된 유체가 상기 각 합류채널을 통해 재결합 지점까지 이송되는 동안 각각 동일한 거리만큼 이동하도록 형성되는 색전 미세구 제조 장치.
10. The method of claim 6 or 8, wherein the primary and secondary split channel and the primary and secondary confluence channel, the fluid divided through each of the divided channels are transferred to the recombination point through the respective confluence channels. Embossed microspheres manufacturing apparatus is formed so as to move by the same distance each.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 혼합유닛의 합류채널에 협착부가 형성되는 색전 미세구 제조 장치.
9. The embolic microspheres manufacturing apparatus according to claim 6 or 8, wherein a constriction is formed in a confluence channel of the mixing unit.
제 15 항에 있어서, 상기 협착부는 상기 혼합유닛의 합류채널이 상기 분할채널과 만나는 지점에 형성되는 색전 미세구 제조 장치.
16. The apparatus of claim 15, wherein the constriction part is formed at a point where the confluence channel of the mixing unit meets the division channel.
제 16 항에 있어서, 상기 합류채널과 만나는 상기 분할채널의 끝단에 협착부가 형성되는 색전 미세구 제조 장치.
17. The embolic microspheres manufacturing apparatus according to claim 16, wherein a constriction portion is formed at an end of the split channel that meets the confluence channel.
제 5 항에 있어서, 상기 (b) 액적 형성용 랩온어칩은 소수성 유체가 유입되는 유입구를 구비한 한 쌍의 측면 채널을 포함하고, 상기 측면 채널의 합류점에는 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 유입되는 유입구 및 상기 소수성 유체와 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 유출되는 유출구를 구비하며, 상기 유출구에는 유출구와 연통되어 국소적으로 직경이 감소하는 합류채널, 직경이 급격히 증가하고 일정한 직경을 형성하는 튜브를 포함하고, 상기 유출구로 지나 합류 채널 및 튜브를 흐르는 조영제 유체가 집속된 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합유체는 소수성 유체와 합류하여 표면 장력의 차이로 인해 미세 액적이 형성되는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
The method of claim 5, wherein (b) the droplet-on wrap-on chip comprises a pair of side channels having an inlet for the introduction of hydrophobic fluid, the confluence of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid An inlet through which the fluid is introduced and an outlet through which the mixed fluid of the hydrophobic fluid, the pharmacologically active substance, and the hydrophilic polymer fluid flows out, and the outlet port communicates with the outlet and has a locally decreased diameter, and the diameter rapidly increases. The mixed fluid of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid, which includes a tube having a constant diameter, and focuses the contrast channel fluid flowing through the confluence channel and the conduit through the outlet, joins the hydrophobic fluid to form fine droplets due to the difference in surface tension. Embossed microsphere manufacturing apparatus characterized in that it is formed.
제 7 항에 있어서, 상기 (b) 3차원 유체역학 집속 장치는 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체를 혼합한 혼합유체를 주입하는 유입구와 조영제가 집속된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합유체를 유출하는 유출구를 구비하는 주채널; 및 상기 주채널의 유입구와 유출구 사이에서 주채널에 일정한 간격으로 연통되어 교차 형성되고 한 쌍의 주입구를 구비하며 상기 주채널의 유입구에서부터 일정한 간격으로 교차되도록 배열된 부채널 1 내지 3을 포함하고,
상기 부채널 1 및 2는 주채널의 아래층에 배치되며 교차 형성된 부분에는 부채널 1, 2 및 주채널의 폭이 국소적으로 감소되어 수직 집속부를 형성하고, 상기 부채널 3은 주채널과 같은층에 배치되며 교차 형성된 부분에는 부채널 3 및 주채널의 폭의 변화가 없이 수평 집속부를 형성하는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
The method of claim 7, wherein the (b) three-dimensional hydrodynamic focusing device flows out the inlet for injecting a mixed fluid mixed with the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid and the mixed fluid of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid is concentrated contrast medium A main channel having an outlet; And subchannels 1 to 3 communicating with the main channel at regular intervals between the inlet and the outlet of the main channel and being formed to cross each other, having a pair of inlets, and arranged to cross at regular intervals from the inlet of the main channel.
The subchannels 1 and 2 are disposed on a lower layer of the main channel, and the widths of the subchannels 1, 2 and the main channel are locally reduced in the intersected portions to form a vertical focusing portion, and the subchannel 3 is the same layer as the main channel. The embolic microspheres manufacturing apparatus, characterized in that the horizontal converging portion is formed on the cross-formed portion without changing the width of the subchannel 3 and the main channel.
제 7 항에 있어서, 상기 (c) 액적 형성용 랩온어칩은 소수성 유체가 유입되는 유입구를 구비한 한 쌍의 측면 채널을 포함하고, 상기 측면 채널의 합류점에는 조영제 유체가 집속된 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 유입되는 유입구 및 상기 소수성 유체와 조영제 유체가 집속된 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합 유체가 유출되는 유출구를 구비하며, 상기 유출구에는 유출구와 연통되어 국소적으로 직경이 감소하는 합류채널, 직경이 급격히 증가하고 일정한 직경을 형성하는 튜브를 포함하고, 상기 유출구로 지나 합류 채널 및 튜브를 흐르는 조영제 유체가 집속된 약리활성 물질 및 친수성 고분자 유체의 혼합유체는 소수성 유체와 합류하여 표면 장력의 차이로 인해 미세 액적이 형성되는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
8. The method of claim 7, wherein (c) the droplet-on wrap-on chip comprises a pair of side channels having an inlet for the introduction of hydrophobic fluid, the confluence of the pharmacologically active material and the contrast agent fluid at the confluence of the side channels; An inlet through which a mixed fluid of a hydrophilic polymer fluid flows in and an outlet through which a mixed fluid of a hydrophilic polymer fluid and a pharmacologically active substance concentrating the hydrophobic fluid and a contrast agent fluid flows out, and the outlet port communicates with the outlet and has a local diameter. A mixed fluid of pharmacologically active material and hydrophilic polymer fluid comprising a decreasing confluence channel, a tube of rapidly increasing diameter and forming a constant diameter, wherein the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid condensed with the contrast channel fluid passing through the confluence channel and the tube are joined with a hydrophobic fluid. Embolism microspheres characterized in that the fine droplets are formed due to the difference in surface tension Manufacturing device.
제 2 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 주채널의 유입구와 부채널 2 및 3의 주입구에는 동일한 또는 서로 다른 친수성 고분자 유체가 주입되고, 부채널 1에는 조영제가 주입되는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
20. The embolic microspheres of claim 2 or 19, wherein the same or different hydrophilic polymer fluid is injected into the inlet of the main channel and the inlets of the subchannels 2 and 3, and a contrast agent is injected into the subchannel 1. Manufacturing device.
제 5 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 약리활성 물질은 항암제 인 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
8. The embolic microsphere production apparatus according to claim 5 or 7, wherein the pharmacologically active substance is an anticancer agent.
제 1 항, 제 5 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 고분자 유체는 폴리 N-이소프로필아크릴아미드(PNIPam), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 키토산, 알지네이트, 키틴, 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)(PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 폴리(락트산-co-글리콜산)(PLGA), 폴리(L-락트산-co-카프로락톤)(PLCL), 폴리(글리콜산-co-카프로락톤)(PGCL), 히알루론산, 콘드로이틴 설페이트, 더마탄(dermatan) 설페이트, 카르복시메틸셀룰로오스, 헤파란 설페이트, 헤파린, 케라탄 설페이트, 카르복시메틸하이드록시에틸셀룰로오스, 셀룰로오스 설페이트, 셀룰로오스 포스페이트, 카르복시메틸구아르, 카르복시메틸하이드록시프로필구아르, 카르복시메틸하이드록시에틸구아르, 잔탄검, 겔란검(gellan gum), 웰란검(welan gum), 람산검(rhamsan gum), 아가로스, 푸르셀라란(furcellaran), 펙틴, 아라비아 고무, 트라가칸트 고무(gum tragacanth), 카라기난(carrageenans), 스타치 포스페이트, 스타치 숙시네이트, 글리코아미노글리칸, 폴리사카라이드, 폴리펩타이드, 아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 디메틸아크릴아미드, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 비닐설폰산, 스티렌카르복실산 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판설폰산, 비닐포스폰산, 2-메틸아크릴로일옥시에틸설폰산, 젤라틴 및 콜라겐으로 구성된 군으로부터 최소 1종 이상 선택되는 생분해성 고분자인 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
8. The hydrophilic polymer fluid of claim 1, wherein the hydrophilic polymer fluid is poly N-isopropylacrylamide (PNIPam), polyethylene glycol (PEG), chitosan, alginate, chitin, poly (L-). Lactic acid) (PLLA), poly (D, L-lactic acid) (PDLLA), poly (glycolic acid) (PGA), poly (caprolactone) (PCL), poly (hydroxyalkanoate), polydioxanone (PDS ), Polytrimethylene carbonate, poly (lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA), poly (L-lactic acid-co-caprolactone) (PLCL), poly (glycolic acid-co-caprolactone) (PGCL), Hyaluronic acid, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, carboxymethylcellulose, heparan sulfate, heparin, keratan sulfate, carboxymethylhydroxyethylcellulose, cellulose sulfate, cellulose phosphate, carboxymethylguar, carboxymethylhydroxypropyl Guar, carboxymethyl hydroxy Guar, xanthan gum, gellan gum, welan gum, rhamsan gum, agarose, furcellaran, pectin, gum arabic, gum tragacanth , Carrageenans, starch phosphate, starch succinate, glycoaminoglycans, polysaccharides, polypeptides, acrylamide, N-vinylpyrrolidone, dimethylacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, At least one selected from the group consisting of vinylsulfonic acid, styrenecarboxylic acid 2-acrylamido-2-methyl-propanesulfonic acid, vinylphosphonic acid, 2-methylacryloyloxyethylsulfonic acid, gelatin and collagen Embolism microsphere manufacturing apparatus, characterized in that the biodegradable polymer.
제 1 항, 제 5 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 고분자 유체는 가교제, 경화제 및 가교제와 경화제를 구성된 군으로부터 선택되는 것을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
8. The embolic microsphere manufacturing apparatus according to any one of claims 1, 5 and 7, wherein the hydrophilic polymer fluid further comprises a crosslinking agent, a curing agent, and a crosslinking agent and a curing agent.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 조영제는 MRI(magnetic resonance imaging) 조영제, CT(computed tomography) 조영제, SPECT(single photon emission computed tomography) 조영제, PET(positron emission tomography), BL(bioluminescence) 조영제, 광학 조영제, X-ray 조영제 및 초음파 조영제로 구성된 군으로부터 선택되는 조영제인 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
The method of claim 1 or 7, wherein the contrast agent is a magnetic resonance imaging (MRI) contrast medium, a computed tomography (CT) contrast agent, a single photon emission computed tomography (SPECT) contrast agent, a positron emission tomography (PET), a bioluminescence (BL) contrast agent And an optical contrast agent, an X-ray contrast agent, and an contrast agent selected from the group consisting of ultrasonic contrast agents.
제 1 항, 제 5 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소수성 유체는 헥사데칸, 파라핀 오일, 이소프로필 미리스테이트, 실리콘 오일, 해바라기유, 옥수수유, 대두유, 아보카도유, 참깨유, 호호바유, 올리브유, 너트유, 스쿠알란, 어유, 에톡시레이티드 알킬에테르계오일, 프로폭시레이티드알킬에테르계오일, 피토스핑고신, 스핑고신, 스핑가닌, 세레브로사이드, 콜레스테롤, 캄페스테롤, 베타시토스테롤, 후코스테롤, 콜레스테릴설페이트, 시토스테릴설페이트, C10-40 지방알코올 및 세라마이드으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
8. The hydrophobic fluid of claim 1, wherein the hydrophobic fluid is hexadecane, paraffin oil, isopropyl myristate, silicone oil, sunflower oil, corn oil, soybean oil, avocado oil, sesame oil, Jojoba oil, olive oil, nut oil, squalane, fish oil, ethoxylated alkyl ether oil, propoxylated alkyl ether oil, phytosphingosine, sphingosine, sphinginine, cerebroside, cholesterol, camphorsterol , Beta sitosterol, fusterol, cholesteryl sulfate, cytosteryl sulfate, C 10-40 fatty alcohol and ceramide is selected from the group consisting of emulsified microspheres production apparatus.
제 19 항에 있어서, 상기 부채널 1의 수직 집속부를 통과한 유체는 층류에 의해 위에서부터 주채널로 유입된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체층 및 부채널 1로 유입된 조영제층으로 이중층을 형성하고, 상기 부채널 2의 수직 집속부를 통과한 유체는 층류에 의해 위에서부터 주채널로 유입된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체층, 부채널 1로 유입된 조영제층 및 부채널 2로 유입된 친수성 고분자 유체층으로 삼중층을 형성하며, 상기 부채널 3의 수평 집속부를 통과한 유체는 동심원상으로 정중앙에서부터 부채널 1로 주입된 조영제층, 주채널로 유입된 약리활성 물질과 친수성 고분자 유체의 혼합 유체층, 부채널 2 및 부채널 3으로 유입된 친수성 고분자 유체층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.
20. The method of claim 19, wherein the fluid passing through the vertical focusing portion of the subchannel 1 is a double layer into the mixed fluid layer of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid introduced into the main channel from the top by laminar flow and the contrast agent layer introduced into the subchannel 1 And a fluid passing through the vertical focusing part of the subchannel 2 is a mixed fluid layer of the pharmacologically active material and the hydrophilic polymer fluid introduced into the main channel from the top by laminar flow, the contrast agent layer introduced into the subchannel 1, and the subchannel 2 A triple layer is formed of a hydrophilic polymer fluid layer introduced into the channel, and the fluid passing through the horizontal focusing portion of the subchannel 3 is concentric in the contrast medium layer injected into the subchannel 1 from the center, and the pharmacologically active substance introduced into the main channel and hydrophilicity. An embolic microsphere manufacturing apparatus, characterized in that formed of a hydrophilic polymer fluid layer introduced into the mixed fluid layer, subchannel 2 and subchannel 3 of the polymer fluid.
제 3 항, 제 18 항 및 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세 액적에 UV를 조사하여 친수성 고분자 유체를 경화시키는 것을 특징으로 하는 색전 미세구 제조 장치.21. The embolic microsphere manufacturing apparatus according to any one of claims 3, 18 and 20, wherein the microdroplets are irradiated with UV to cure a hydrophilic polymer fluid. 삭제delete
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