KR101342090B1 - Physical property evaluation method of bio tissue and regenerated tissue using micro stage, and apparatus thereof - Google Patents

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KR101342090B1 KR1020070017788A KR20070017788A KR101342090B1 KR 101342090 B1 KR101342090 B1 KR 101342090B1 KR 1020070017788 A KR1020070017788 A KR 1020070017788A KR 20070017788 A KR20070017788 A KR 20070017788A KR 101342090 B1 KR101342090 B1 KR 101342090B1
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Abstract

본 발명은 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 일정한 속도로 변위를 발생하여 시험 대상으로 전달하기 위한 하중을 발생하는 구동부(10); 상기 시험 대상을 고정하며 상기 구동부(10)에서 발생한 하중을 상기 시험 대상으로 전달하는 고정부(20); 및 상기 변위로 발생하는 하중의 크기와 상기 시험 대상에서 실제로 발생하는 변위를 측정하는 측정부(30);를 포함하여 구성한다. 따라서 기존의 재료시험기로는 불가능한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 조사가 가능하기 때문에 새로운 생체 재료의 개발이나 의료 연구에 사용할 수 있다. 그리고 시험 대상에 직접 기계적 자극을 가하여 그에 따른 재료의 변위를 측정함으로써 정확하고 신속하게 결과를 얻어낼 수 있다. 또한, 생체 조직이나 재생 조직뿐만 아니라 폴리머(polymer)와 같은 합성수지의 물성 평가도 가능하다.The present invention relates to a method for evaluating the physical properties of living tissue and regenerated tissue using a micro-stage, and apparatus therefor, comprising: a driving unit 10 generating a load for generating a displacement at a constant speed and transferring the same to a test object; A fixing part 20 which fixes the test object and transmits the load generated in the driving part 10 to the test object; And a measuring unit 30 measuring the magnitude of the load generated by the displacement and the displacement actually occurring in the test object. Therefore, it is possible to investigate the properties of living tissue and regenerated tissue, which is impossible with the existing material tester, and can be used for the development of new biomaterials or medical research. And by applying mechanical stimulus directly to the test object and measuring the displacement of the material accordingly, the result can be obtained quickly and accurately. In addition, it is possible to evaluate the physical properties of synthetic resins such as polymers as well as biological tissues and regenerated tissues.

마이크로 스테이지, 생체 조직, 재생 조직, 물성 평가, 로드셀, 모터 Micro stage, biological tissue, regenerative tissue, physical property evaluation, load cell, motor

Description

마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법 및 그 장치{Physical property evaluation method of bio tissue and regenerated tissue using micro stage, and apparatus thereof} Physical property evaluation method of bio tissue and regenerated tissue using micro stage, and apparatus

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치의 구성을 나타낸 사시도1 is a perspective view showing the configuration of an apparatus for evaluating physical properties of living tissue and regenerated tissue using a micro stage according to a preferred embodiment of the present invention

도 2는 본 발명에서 시험 대상을 고정하는 고정대의 척(Chuk)을 나타낸 사시도Figure 2 is a perspective view showing a chuck (Chuk) of the fixture for fixing the test object in the present invention

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 척의 분해 사시도Figure 3 is an exploded perspective view of the chuck according to a preferred embodiment of the present invention

도 4는 본 발명에서 사용한 턱(jaw)의 구성도4 is a configuration diagram of the jaw (jaw) used in the present invention

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법을 나타낸 동작 흐름도5 is a flowchart illustrating a method for evaluating physical properties of living tissue and regenerated tissue using a micro-stage according to a preferred embodiment of the present invention.

[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ][Description of Code for Major Parts of Drawing]

10 : 구동부 11 : 서보모터10: drive unit 11: servo motor

12 : 감속기 20 : 고정부12: reducer 20: fixed part

21 : 고정대 22 : 이송대21: holder 22: feeder

30 : 측정부 31 : 로드셀(Load cell)30: measuring unit 31: load cell

32 : LVDT(Linear Variable Differential Transformer)32: LVDT (Linear Variable Differential Transformer)

40 : 시험 대상40: test subject

100 : 마이크로 스테이지 200a : 제 1 척100: micro stage 200a: first chuck

200b : 제 2 척 210 : 핀 스프링200b: second chuck 210: pin spring

220 : 턱 221 : 요철 형상부220: jaw 221: irregularities

222 : 커프(cuff)222 cuff

본 발명은 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직(이하, '시험 대상'이라고도 함)의 물성 평가 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 기존의 재료시험기로는 불가능한 생체 조직 및 재생 조직의 물성을 조사할 수 있도록 함으로써 새로운 생체 재료의 개발이나 의료 연구에 사용할 수 있는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for evaluating physical properties of living tissues and regenerated tissues (hereinafter, also referred to as 'test subjects') using micro stages, and in particular, to investigate the physical properties of living tissues and regenerated tissues that are impossible with conventional material testers. The present invention relates to a method and apparatus for evaluating the properties of biological tissues and regenerated tissues using micro stages that can be used for the development of new biomaterials or medical research.

종래의 경우, 리액터(Reactor)를 이용해 시험재료의 온도 등 여러 작용 인자들을 측정하여 물성을 측정한다. 때문에 재료의 상변화에 따라 결과치가 다르게 나올 가능성이 있고, 또한 결과를 얻어내기까지 임의의 시간이 소요되는 문제점이 있었다.In the conventional case, a physical property is measured by measuring various action factors such as the temperature of a test material using a reactor. Because of this, there is a possibility that the result value may come out differently according to the phase change of the material, and there is a problem that it takes some time to obtain the result.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 기존의 재료시험기로는 불가능한 생체 조직 및 재생 조직의 물성을 조사할 수 있도록 함으로써 새로운 생체 재료의 개발이나 의료 연구에 사용할 수 있는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and the first object of the present invention is to enable the investigation of the properties of living tissue and regenerated tissue, which is impossible with existing material testers, to develop new biomaterials or medical research. The present invention provides a method and apparatus for evaluating physical properties of living tissue and regenerated tissue using micro stages that can be used.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 시험 대상(재료)에 직접 기계적 자극을 가하여 그에 따른 재료의 변위를 측정함으로써, 정확하고 신속하게 결과를 얻어낼 수 있는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.In addition, the second object of the present invention is to apply the mechanical stimulus directly to the test object (material) and measure the displacement of the material accordingly, thereby obtaining the properties of biological tissue and regenerated tissue using a micro stage that can accurately and quickly obtain a result. An evaluation method and its apparatus are provided.

또한, 본 발명의 제 3 목적은 생체 조직이나 재생 조직뿐만 아니라 폴리머(polymer)와 같은 합성수지의 물성 평가도 가능한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.In addition, a third object of the present invention is to provide a method and apparatus for evaluating the properties of biological tissues and regenerated tissues using micro stages, which are capable of evaluating not only biological tissues and regenerated tissues but also synthetic resins such as polymers.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치는, 일정한 속도로 변위를 발생하여 시험 대상으로 전달하기 위한 하중을 발생하는 구동부(10); 상기 시험 대상을 고정하며 상기 구동부(10)에서 발생한 하중을 상기 시험 대상으로 전달하는 고정부(20); 및 상기 변위로 발생하는 하중의 크기와 상기 시험 대상에서 실제로 발생하는 변위를 측정하는 측정부(30);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Apparatus for evaluating physical properties of living tissue and regenerated tissue using a micro-stage according to the present invention for achieving the above object, the drive unit 10 for generating a load for generating a displacement at a constant speed to transfer to the test object; A fixing part 20 which fixes the test object and transmits the load generated in the driving part 10 to the test object; And a measuring unit 30 measuring the magnitude of the load generated by the displacement and the displacement actually occurring in the test object.

상기 구동부(10)는, 일정한 속도로 변위를 발생시키는 서보모터(11); 및 상기 서보모터의 회전수를 감속비에 의해 조절하여 원하는 하중을 얻게 하며 상기 서보모터의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 감속기(12);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The drive unit 10, the servo motor 11 for generating a displacement at a constant speed; And a reducer 12 that adjusts the rotational speed of the servomotor by a reduction ratio to obtain a desired load and converts the rotational motion of the servomotor into a linear motion.

상기 고정부(20)는, 상기 시험대상의 일 측을 고정하는 제 1 척(200a)을 구비한 고정대(21); 및 상기 시험대상의 타 측을 고정하는 제 2 척(200b)을 구비하며 상기 구동부에서 발생한 직선 운동에 의해 상기 시험대상으로 하중을 전달하는 이송대(22);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The fixing part 20, the fixing member having a first chuck (200a) for fixing one side of the test object; And a transfer table 22 having a second chuck 200b for fixing the other side of the test object and transmitting a load to the test object by a linear motion generated by the driving unit.

상기 제 1 및 제 2 척(200a)(200b)은, 핀 스프링(210)에 의해 체결되는 복수 개의 턱(jaw)(220)과; 외주면에 나사산이 형성된 제 1 몸체부(231)와, 상기 제 1 몸체부(231)의 일 측에 집게 모양으로 일체로 형성되되 상기 제 1 몸체부보다 직경이 작게 형성된 제 2 몸체부(232)와, 상기 제 1 및 제 2 몸체부에 상기 핀 스프링을 체결하여 고정하는 고정홈(233)이 일체로 형성된 그립 바디(grip body)(230); 및 상기 그립 바디의 나사산과 체결하는 나사산(241)이 내주면에 형성되고 상기 시험 대상을 삽입하도록 일 측에 삽입 구멍(242)이 형성된 그립 바디 셀(grip body shell)(240);을 포함하여 구성되며, 상기 그립 바디 셀을 회전시키면 나사산을 따라 직선 운동을 하면서 직경 변화를 통해 상기 시험 대상을 고정하는 것을 특징으로 한다.The first and second chucks 200a and 200b may include a plurality of jaws 220 fastened by pin springs 210; A first body portion 231 having a screw thread formed on an outer circumferential surface thereof, and a second body portion 232 integrally formed with a tong shape on one side of the first body portion 231 but smaller in diameter than the first body portion. And a grip body 230 in which a fixing groove 233 for fastening and fixing the pin springs to the first and second body parts is integrally formed. And a grip body shell 240 in which a screw thread 241 for fastening with a screw thread of the grip body is formed on an inner circumferential surface and an insertion hole 242 is formed on one side to insert the test object. When the grip body cell is rotated, the test object is fixed by changing the diameter while linearly moving along the thread.

상기 복수 개의 턱(jaw)은 상기 시험 대상과의 슬립(slip) 현상을 줄이기 위해 요철 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.The plurality of jaws have a concave-convex shape in order to reduce a slip phenomenon with the test object.

상기 복수 개의 턱(jaw)은 상기 시험 대상의 파손을 줄이기 위해 커프(cuff)를 구비한 것을 특징으로 한다.The plurality of jaws (jaw) is characterized in that provided with a cuff (cuff) to reduce the damage of the test object.

상기 측정부(30)는 상기 고정대에 설치되며, 상기 시험 대상에게 가해지는 하중과 발생하는 변위를 측정하는 로드 셀(Load cell)(31); 및 상기 고정대 및 상기 이송대 사이에 설치되며, 상기 시험 대상에게 가해지는 하중과 발생하는 변위를 측정하는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)(32)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The measurement unit 30 is installed on the fixing rod, the load cell (Load cell) 31 for measuring the load applied to the test object and the displacement generated; And a linear variable differential transformer (LVDT) 32 installed between the fixed base and the transfer table and measuring a load applied to the test object and a displacement occurring therein.

상기 시험 대상은 생체 조직, 재생 조직, 합성수지를 포함한 시험 대상 중 하나인 것을 특징으로 한다.The test subject is characterized in that one of the test subjects, including living tissue, regenerated tissue, synthetic resin.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법은, (a) 시험 대상을 고정부에 고정하는 단계와; (b) 일정한 속도의 변위를 발생하여 시험 대상으로 전달하기 위한 하중을 발생하는 단계와; (c) 상기 시험 대상으로 하중을 전달하는 단계; 및 (d) 상기 변위로 발생하는 하중의 크기와 상기 시험 대상에서 실제로 발생하는 변위를 측정하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the method for evaluating the physical properties of living tissue and regenerated tissue using a micro-stage according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: (a) fixing the test object to the fixing part; (b) generating a load for transferring a test object by generating a constant velocity displacement; (c) transferring a load to the test object; And (d) measuring the magnitude of the load generated by the displacement and the displacement actually occurring in the test object.

상기 시험 대상은 생체 조직, 재생 조직, 합성수지를 포함한 시험 대상 중 하나인 것을 특징으로 한다.The test subject is characterized in that one of the test subjects, including living tissue, regenerated tissue, synthetic resin.

따라서, 본 발명은 기존의 재료시험기로는 불가능한 생체 조직 및 재생 조직 의 물성을 조사할 수 있기 때문에 새로운 생체 재료의 개발이나 의료 연구에 사용할 수 있다.Therefore, the present invention can investigate the physical properties of living tissue and regenerated tissue, which is impossible with the existing material tester, and thus can be used for the development of new biomaterials or medical research.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시 예Example

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치의 구성을 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 2는 본 발명에서 시험 대상을 고정하는 고정대의 척(Chuk)을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 척의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에서 사용한 턱(jaw)의 구성도이다.1 is a perspective view showing the configuration of an apparatus for evaluating physical properties of living tissue and regenerated tissue using a micro stage according to a preferred embodiment of the present invention. And, Figure 2 is a perspective view showing a chuck (Chuk) of the fixing fixture for fixing the test object in the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of the chuck according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a jaw (jaw) used in the present invention ) Is a configuration diagram.

본 발명에 의한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 일정한 속도로 변위를 발생하는 구동부(10), 시험 대상을 고정하며 상기 구동부(10)에서 발생한 하중을 상기 시험 대상으로 전달하는 고정부(20), 상기 변위로 발생하는 하중의 크기와 시험 대상에서 실제로 발생하는 변위를 측정하는 측정부(30)를 포함하여 구성된다.Apparatus for evaluating physical properties of living tissue and regenerated tissue using a micro-stage according to the present invention, as shown in Figure 1, the driving unit 10, the test object to fix the displacement at a substantially constant speed, the drive unit 10 It comprises a fixed part 20 for transmitting the generated load to the test object, the measuring unit 30 for measuring the magnitude of the load generated by the displacement and the displacement actually occurring in the test object.

먼저, 상기 구동부(10)는 서보모터(11)와 감속기(12)로 구성된다. 이때, 상기 서보모터(11)는 일정한 속도로 변위를 발생시키는 역할을 하며, 상기 감속기(12)는 감속비를 조절해서 상기 서보모터(11)의 회전수를 바꿔 원하는 하중을 얻게 한다. 상기 감속기(12)는 또한 상기 서보모터(11)의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 기능도 동시에 수행한다. First, the driving unit 10 is composed of a servo motor 11 and a reducer 12. In this case, the servomotor 11 serves to generate displacement at a constant speed, and the reducer 12 adjusts the reduction ratio to obtain a desired load by changing the rotational speed of the servomotor 11. The speed reducer 12 also simultaneously performs a function of converting the rotational motion of the servomotor 11 into a linear motion.

그 다음, 상기 고정부(20)는 상기 시험 대상을 고정하며 상기 구동부(10)에서 발생한 하중을 상기 시험 대상으로 전달하는 장치로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시험대상의 일 측을 고정하는 제 1 척(200a)을 구비한 고정대(21)와, 상기 시험대상의 타 측을 고정하는 제 2 척(200b)을 구비하며 상기 구동부에서 발생한 직선 운동에 의해 상기 시험대상으로 하중을 전달하는 이송대(22);를 포함하여 구성한다.Next, the fixing unit 20 is an apparatus for fixing the test object and transmitting the load generated by the driving unit 10 to the test object, as shown in FIGS. 1 and 2, the work of the test object. A holding table 21 having a first chuck 200a for fixing a side, and a second chuck 200b for fixing the other side of the test object, and being loaded to the test object by a linear motion generated by the driving unit. Consists of including; transfer table 22 to deliver.

여기서, 상기 제 1 및 제 2 척(200a)(200b)은 도 3에 도시된 바와 같이, 핀 스프링(210)에 의해 체결되는 복수 개의 턱(jaw)(220)과, 외주면에 나사산이 형성된 제 1 몸체부(231)와, 상기 제 1 몸체부(231)의 일 측에 집게 모양으로 일체로 형성되되 상기 제 1 몸체부보다 직경이 작게 형성된 제 2 몸체부(232)와, 상기 제 1 및 제 2 몸체부에 상기 핀 스프링을 체결하여 고정하는 고정홈(233)이 일체로 형성된 그립 바디(grip body)(230); 및 상기 그립 바디의 나사산과 체결하는 나사산(241)이 내주면에 형성되고 상기 시험 대상을 삽입하도록 일 측에 삽입 구멍(242)이 형성된 그립 바디 셀(grip body shell)(240);을 포함하여 구성한다. 이때, 상기 복수 개의 턱(jaw)(220)은 상기 시험 대상과의 슬립(slip) 현상을 줄이기 위해 요철 형상을 가지며, 상기 시험 대상의 파손을 줄이기 위해 커프(cuff)(222)를 구비한다.Here, the first and second chucks (200a, 200b), as shown in Figure 3, a plurality of jaws (220) fastened by the pin spring 210 and the thread formed on the outer peripheral surface The first body portion 231, the second body portion 232 is formed integrally in one side of the first body portion 231 in the shape of a forceps, the diameter is smaller than the first body portion, and the first and A grip body 230 having a fixing groove 233 integrally formed by fastening the pin spring to a second body part; And a grip body shell 240 in which a screw thread 241 for fastening with a screw thread of the grip body is formed on an inner circumferential surface and an insertion hole 242 is formed on one side to insert the test object. do. In this case, the plurality of jaws 220 have a concave-convex shape to reduce a slip phenomenon with the test object, and a cuff 222 to reduce breakage of the test object.

상기 제 1 및 제 2 척(200a)(200b)은 복수 개(예를 들어, 두 개)의 턱(jaw)(220)이 핀 스프링(210)으로 맞물려 있고, 상기 그립 바디(230)가 상기 턱(220)을 둘러쌓고 있다. 그리고 상기 그립 바디(230)와 상기 턱(220)은 나사산으로 연결되어있어 상기 그립 바디 셀(240)을 회전시키게 되면 상기 턱(220)이 나사산을 따라 직선 운동을 하면서 직경 변화를 통해 시험 대상(40)을 고정한다.The first and second chucks 200a and 200b have a plurality of jaws 220 meshed with pin springs 210, and the grip body 230 includes the jaw 220. The jaw 220 is surrounded. In addition, the grip body 230 and the jaw 220 are connected by a screw thread. When the grip body cell 240 is rotated, the jaw 220 moves linearly along the screw thread while changing the diameter. 40).

상기 턱(220)에는 요철을 가공하여 턱(jaw)과 시험대상과의 슬립(slip) 현상을 줄이도록 하였고, 상기 턱(jaw)으로 인한 파손을 최소화로 하기 위해 익스펜더어블 커프(expenderable cuff)(222)를 부착하였다. 상기 익스펜더어블 커프(expenderable cuff)는 일종의 스펀지 같은 재료로서, 물 같은 액체를 흡수하여 팽창하는 성질을 가지고 있다.The jaw 220 is processed to have irregularities to reduce slip between the jaw and the test object, and an expandable cuff in order to minimize breakage caused by the jaw. 222). The expandable cuff is a kind of sponge-like material, and has a property of absorbing and expanding a liquid such as water.

상기 구성을 갖는 상기 제 1 및 제 2 척(200a)(200b)의 조립 방법은 다음과 같다.The assembling method of the first and second chucks 200a and 200b having the above configuration is as follows.

먼저, 상기 턱(220)의 아래 부분에 뚫려 있는 구멍에 상기 핀 스프링(210)을 체결한다. 그 후, 상기 턱(220)에 체결된 상기 핀 스프링(210)을 상기 그립 바디(230)의 고정홈(233)에 체결하여 고정한 후 상기 그립 바디(230)에 있는 나사산과 상기 그립 바디 셀(240)의 내부의 나사산과 채결하여 조립을 완성한다. First, the pin spring 210 is fastened to a hole drilled in the lower portion of the jaw 220. Thereafter, the pin spring 210 coupled to the jaw 220 is fastened and fixed to the fixing groove 233 of the grip body 230, and then the screw thread and the grip body cell of the grip body 230 are fixed. The assembly is completed by threading the internal thread of 240).

따라서 상기 그립 바디 셀(240)을 회전하여 높이를 조절함으로써 상기 핀 스프링(210)에 고정되어 있는 두 개의 턱(220)을 이용하여 시험 대상(40)을 안정하게 고정하게 된다.Accordingly, by adjusting the height by rotating the grip body cell 240, the test object 40 is stably fixed using the two jaws 220 fixed to the pin spring 210.

일반적으로, 생체 조직이나 재생 조직은 작은 하중에서도 쉽게 파손되는 문제가 있기 때문에, 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 생체 조직용 그립(grip)을 제작하였다. In general, since living tissues and regenerated tissues have a problem of being easily broken even under a small load, in order to solve these problems, a grip for living tissues has been manufactured in the present invention.

끝으로, 상기 측정부(30)는 각각 시험과정에서 시험 대상에게 가해지는 하중과 발생하는 변위를 측정하는 로드셀(Load cell)(31)과 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)(32)로 구성된다. 상기 로드셀(31)은 상기 고정대(21)에 설치되며, 상기 LVDT(32)는 상기 고정대(21)와 상기 이송대(22) 사이에 설치된다. Finally, the measuring unit 30 is composed of a load cell 31 and a linear variable differential transformer (LVDT) 32 for measuring a load applied to the test target and a displacement generated in the test process, respectively. The load cell 31 is installed on the holder 21, and the LVDT 32 is installed between the holder 21 and the feeder 22.

한편, 상기 하중과 변위는 물성 평가에 있어서 대단히 중요한 요소이기 때문에 정확한 측정이 필요하다. 일반적인 생체조직이나 재생 조직은 금속 재료와 비교해 작은 하중에서도 파손이 일어나기 때문에 정밀한 측정이 가능한 제품을 사용한다. 특히 시험의 대상이나 규모가 크지 않기 때문에 작은 오차에도 크게 잘못된 결과가 나올 수 있기 때문이다.On the other hand, since the load and the displacement is a very important factor in the physical property evaluation, accurate measurement is necessary. In general, biological tissues and regenerated tissues use a product that can be precisely measured because breakage occurs under a small load compared to metal materials. In particular, because the object or scale of the test is not large, even a small error may produce a very wrong result.

상기 구동부(10), 상기 고정부(20) 및 상기 측정부(30)는 외부 환경에 의한 영향을 최소화하기 위해 모든 부품들을 고정할 수 있게 제작된 픽쳐(Fixture) 위에서 설치하고 시험한다.The driving unit 10, the fixing unit 20, and the measuring unit 30 are installed and tested on a fixture manufactured to fix all the components in order to minimize the influence of the external environment.

다음은, 상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치의 물성 평가 방법에 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.Next, the physical property evaluation method of the physical property evaluation apparatus of living tissue and regenerated tissue using the micro stage which has the said structure is demonstrated with reference to FIG.

먼저, 시험 대상(40)을 고정부(20)의 척에 고정한다(단계 S10). First, the test object 40 is fixed to the chuck of the fixing part 20 (step S10).

그 다음, 상기 구동부(10)에서 일정한 속도의 변위를 발생하여 상기 시험 대상(40)으로 전달하기 위한 하중을 발생한다(단계 S20).Then, the drive unit 10 generates a displacement at a constant speed to generate a load for transferring to the test object 40 (step S20).

그 다음, 상기 구동부(10)에서 발생한 하중을 상기 고정부(20)를 통해 상기 시험 대상(40)으로 직접 전달한다(단계 S30).Then, the load generated in the drive unit 10 is directly transmitted to the test object 40 through the fixing unit 20 (step S30).

그 다음, 상기 측정부(30)에서 상기 변위로 발생하는 하중의 크기와 상기 시험 대상(40)에서 실제로 발생하는 변위를 측정한다(단계 S40).Next, the magnitude of the load generated by the displacement in the measuring unit 30 and the displacement actually occurring in the test object 40 are measured (step S40).

여기서, 상기 시험 대상(40)은 생체 조직, 재생 조직, 폴리머(polymer) 등의 합성수지를 모두 포함한다. Here, the test object 40 includes all synthetic resins, such as biological tissue, regenerated tissue, polymer (polymer).

본 발명은 기존의 여러 작용 인자들의 전기적 신호를 통해 간접적으로 물성을 측정하는 방식이 아닌 재료에 직접 기계적 자극을 가하여 그에 따른 재료의 변위를 측정하는 방식으로 일정의 재료 시험기라고 볼 수 있다. 때문에 보다 정확한 평가가 가능하며 시험 대상도 생체 조직이나 재생 조직을 주목적으로 제작하였지만 폴리머(polymer) 등 합성수지의 물성 평가도 가능하다.The present invention can be seen as a constant material tester by measuring mechanical displacement by directly applying a mechanical stimulus to a material rather than indirectly measuring physical properties through electrical signals of various existing working factors. Therefore, it is possible to evaluate more precisely, and the test subjects mainly manufactured biological tissue or regenerated tissue, but it is also possible to evaluate the physical properties of synthetic resin such as polymer.

또한, 본 발명은 기존의 재료시험기로는 불가능한 생체 조직 및 재생 조직의 물성을 조사할 수 있는 기구이며, 이를 통해 새로운 생체 재료의 개발이나 의료 연구에 사용될 수 있다.In addition, the present invention is an instrument that can investigate the properties of biological tissue and regenerated tissue that is impossible with the existing material tester, through which it can be used for the development of new biomaterials or medical research.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art, which should be regarded as included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims. will be.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 방법 및 그 장치에 의하면, 다양한 생체 조직 및 재생 조직의 재료 물성 평가를 위한 기구로써 구동부, 측정부, 고정부로 이루어져 있으며, 다양한 생체 조직 및 재생 조직의 재료시험이 가능할 뿐만 아니라 의료용 조직 연구 및 생체 재료 연구분야에 널리 활용될 수 있다.As described above, according to the method and apparatus for evaluating the physical properties of living tissues and regenerated tissues using the micro-stage according to the present invention, as a mechanism for evaluating the material properties of various living tissues and regenerated tissues, It is possible to test materials of various living tissues and regenerated tissues, and can be widely used in medical tissue research and biomaterials research fields.

또한, 기존의 재료시험기로는 불가능한 생체 조직 및 재생 조직의 물성을 조사할 수 있기 때문에 새로운 생체 재료의 개발이나 의료 연구에 사용할 수 있다.In addition, it is possible to investigate the physical properties of living tissue and regenerated tissue, which is impossible with the existing material tester, and can be used for the development of new biomaterials or medical research.

또한, 본 발명의 장비를 사용하여 생체 조직 및 재생 조직의 물성을 보다 정확히 측정하면 이를 이용하여 연구하는 바이오산업이나 그와 연계된 계측 기기나 계측 산업에 사용될 경우 획기적인 부가가치를 창출할 수 있다.In addition, when the physical properties of biological tissues and regenerated tissues are more accurately measured using the equipment of the present invention, it is possible to create breakthrough added value when used in the bio-industry to study using the same or a measurement device or measurement industry connected thereto.

또한, 현재까지 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가가 가능한 고가의 장비를 대체 할 수 있어 본 발명을 통해 넓은 시장성을 확보할 수 있다.In addition, it is possible to replace expensive equipment capable of evaluating the properties of living tissue and regenerated tissue to date, thereby securing wide marketability through the present invention.

또한, 향후 생체 조직 및 재생 조직에 특정 물성치가 요구되는 경우 평가 기구로써 전문화된 기업화가 가능하다.In addition, in the future, when specific physical properties are required for living tissues and regenerated tissues, specialized organizations can be specialized as evaluation apparatuses.

Claims (10)

마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치에 있어서,In the physical property evaluation device of living tissue and regenerated tissue using a micro stage, 일정한 속도로 변위를 발생하여 시험 대상으로 전달하기 위한 하중을 발생하는 구동부(10);A driving unit 10 generating a load for generating a displacement at a constant speed and transmitting the same to a test object; 상기 시험 대상을 고정하며 상기 구동부(10)에서 발생한 하중을 상기 시험 대상으로 전달하는 고정부(20); 및A fixing part 20 which fixes the test object and transmits the load generated in the driving part 10 to the test object; And 상기 변위로 발생하는 하중의 크기와 상기 시험 대상에서 실제로 발생하는 변위를 측정하는 측정부(30);를 포함하여 구성되되,It is configured to include; including; measuring unit 30 for measuring the magnitude of the load generated by the displacement and the displacement actually occurring in the test object, 상기 고정부(20)는:The fixing part 20 is: 상기 시험대상의 일 측을 고정하는 제 1 척(200a)을 구비한 고정대(21); 및Fixture 21 having a first chuck (200a) for fixing one side of the test object; And 상기 시험대상의 타 측을 고정하는 제 2 척(200b)을 구비하며 상기 구동부에서 발생한 직선 운동에 의해 상기 시험대상으로 하중을 전달하는 이송대(22);를 포함하여 구성되고,It includes a second chuck (200b) for fixing the other side of the test object and the transfer table 22 for transmitting a load to the test object by a linear motion generated in the drive unit; 상기 제 1 및 제 2 척(200a)(200b)은:The first and second chucks 200a and 200b are: 핀 스프링(210)에 의해 체결되는 복수 개의 턱(jaw)(220)과;A plurality of jaws 220 fastened by pin springs 210; 외주면에 나사산이 형성된 제 1 몸체부(231)와, 상기 제 1 몸체부(231)의 일 측에 집게 모양으로 일체로 형성되되 상기 제 1 몸체부보다 직경이 작게 형성된 제 2 몸체부(232)와, 상기 제 1 및 제 2 몸체부에 상기 핀 스프링을 체결하여 고정하는 고정홈(233)이 일체로 형성된 그립 바디(grip body)(230); 및A first body portion 231 having a screw thread formed on an outer circumferential surface thereof, and a second body portion 232 integrally formed with a tong shape on one side of the first body portion 231 but smaller in diameter than the first body portion. And a grip body 230 in which a fixing groove 233 for fastening and fixing the pin springs to the first and second body parts is integrally formed. And 상기 그립 바디의 나사산과 체결하는 나사산(241)이 내주면에 형성되고 상기 시험 대상을 삽입하도록 일 측에 삽입 구멍(242)이 형성된 그립 바디 셀(grip body shell)(240);을 포함하여 구성되며,And a grip body shell 240 in which a screw thread 241 for fastening with the thread of the grip body is formed on an inner circumferential surface and an insertion hole 242 is formed on one side to insert the test object. , 상기 그립 바디 셀을 회전시키면 나사산을 따라 직선 운동을 하면서 직경 변화를 통해 상기 시험 대상을 고정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치.Rotating the grip body cell, the physical property of the biological tissue and regeneration tissue using a micro-stage, characterized in that for fixing the test object through a diameter change while linear movement along the thread. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부(10)는:The method of claim 1, wherein the drive unit 10 is: 일정한 속도로 변위를 발생시키는 서보모터(11); 및A servo motor 11 generating displacement at a constant speed; And 상기 서보모터의 회전수를 감속비에 의해 조절하여 원하는 하중을 얻게 하며 상기 서보모터의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 감속기(12);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치.Reducing the rotational speed of the servo motor by the reduction ratio to obtain a desired load, and reducer 12 for converting the rotational motion of the servo motor to linear motion; biological tissue and regeneration using a micro-stage comprising a Device property evaluation device. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 턱(jaw)은:The method of claim 1, wherein the plurality of jaws are: 상기 시험 대상과의 슬립(slip) 현상을 줄이기 위해 요철 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치.Apparatus for evaluating physical and regenerated tissue properties using a micro stage, characterized in that having a concave-convex shape in order to reduce the slip phenomenon with the test object. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 복수 개의 턱(jaw)은:The method of claim 1 or 5, wherein the plurality of jaws are: 상기 시험 대상의 파손을 줄이기 위해 커프(cuff)를 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치.Apparatus for evaluation of physical properties of living tissue and regenerated tissue using a micro stage, characterized in that the cuff (cuff) is provided to reduce the damage of the test object. 제 1 항에 있어서, 상기 측정부(30)는:The method of claim 1, wherein the measuring unit 30 is: 상기 고정대에 설치되며, 상기 시험 대상에게 가해지는 하중과 발생하는 변위를 측정하는 로드 셀(Load cell)(31); 및A load cell 31 installed on the fixed base and measuring a load applied to the test object and a displacement occurring; And 상기 고정대 및 상기 이송대 사이에 설치되며, 상기 시험 대상에게 가해지는 하중과 발생하는 변위를 측정하는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)(32)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치.A biological tissue using a micro-stage, which is installed between the fixed base and the transfer table, and includes a linear variable differential transformer (LVDT) 32 measuring a load applied to the test object and a displacement occurring therein. Apparatus for evaluating the properties of regenerated tissue. 제 1 항에 있어서, 상기 시험 대상은:The method of claim 1, wherein the test subject is: 생체 조직, 재생 조직, 합성수지를 포함한 시험 대상 중 하나인 것을 특징으로 하는 마이크로 스테이지를 이용한 생체 조직 및 재생 조직의 물성 평가 장치.Apparatus for evaluation of physical properties of biological tissue and regenerated tissue using a micro-stage, characterized in that one of the test targets, including biological tissue, regenerated tissue, synthetic resin. 삭제delete 삭제delete
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