KR101640481B1 - 의료용 주입장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 의료용 주입장치에 관한 것으로서, 진동을 주어 주입액이 담겨진 컨테이너와 컨테이너 내에 구비된 교반수단을 요동시켜 주입액을 교반시키도록 함으로써, 주입액 중에 포함된 목적물질이 충분히 교반된 상태로 균일한 농도를 가지고 주입될 수 있도록 유도하여 목적물질의 농도 불균일에 의해 발생될 수 있는 치명적인 의료사고를 사전에 방지할 수 있도록 하며 특히, 주입액 수위 조절관을 통해 컨테이너와 필터 및/또는 팽창관을 서로 연결하여 이들 내부에 채워진 주입액 수위 및 주입액의 주입 속도를 좀더 자유롭게 조절할 수 있도록 하고 특히, 필터 내부에서 침강성 여과 과정을 거치도록 주입액이 필터 내부를 기설정된 수위 이상을 채운 상태로 주입이 이루어질 수 있게 유도하여 줄기세포 등의 목적물질이 주입액 여과재 등에 의한 손상 없이 안정적으로 여과되며 주입될 수 있는 효과를 갖는다

Description

의료용 주입장치{Injection Device For Medical Use}
본 발명은 주입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주입액에 포함된 목적물질이 침강 또는 부유하지 못해 손실되는 것을 방지하고, 이를 균등하게 교반하여 안전하게 주입하기 위한 의료용 주입장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 인체 또는 동물의 근육이나 혈관 속으로 주사액을 일정한 속도로 주입하기 위해서는 주입장치가 사용된다. 여기서, 주사액이란 식염수(또는 인체투여가 가능한 링거액, 영양수액 등), 식염수(링거액, 영양수액 등)에 특정의 약액이나 줄기세포 같은 목적물질을 섞은 것을 의미한다.
여기서, 약액은 액체상태의 약액, 2종 이상의 약을 혼합한 액체 상태의 약액, 에멀젼이나 슬러리 형태의 약액 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.
그리고, 줄기세포는 자가증식과 분화가 가능한 세포를 의미하며 크게 배아줄기세포와 성체 줄기세포로 구분할 수 있다. 이중 성체 줄기세포의 경우에는 우리 몸의 지방조직과 골수 조직 등에 다량 존재하는 것으로 밝혀지고 있다.
현재 병원에서 쉽게 사용 가능한 세포는 지방조직을 채취한 후 이를 효소 처리한 후 얻어지는 간질혈관분획세포(SVF Cells, Stromal Vascular Fraction Cells), 간질혈관분획세포를 한번 더 정제한 후 얻을 수 있는 지방유래줄기세포(ADSCs, Adipose Derived Stem Cells), 골수에서 골수액을 추출한 뒤 배양과정을 거쳐서 얻을 수 있는 골수유래 중간엽-줄기세포(BMMSCs, Bone Marrow Derived Mesenchymal Stem Cells) 등으로 구분할 수 있다.
근래에 들어서 줄기세포를 이용한 치료법이 개발되면서, 줄기세포에 대한 관심이 증가 되고 있다. 이에 따라 줄기세포의 추출을 용이하게 하는 장비의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
그러나, 줄기세포는 추출과정 또는 추출완료 후, 물과의 비중차로 인해 물 아래로 쉽게 침강(침전)되고, 플라스틱에 부착성이 높으며, 서로 엉겨 붙어 잘 응고되는 특성을 갖는다.
이러한 줄기세포의 특성 때문에 추출된 줄기세포를 인체에 투입할 때 상당한 주의를 기울이지 않으면, 투입과정 중에 상당한 세포 손실을 초래할 수가 있어, 결과적으로 치료 효과가 감소 될 수 있다.
또, 줄기세포가 덩어리진 상태 또는 고농도로 투여될 경우 혈관을 막아 혈전증이 발생할 수 있고, 알레르기가 유발될 수도 있다.
또, 에멀전 또는 슬러리 형태의 물질(세포 또는 용액에 용해되지 않은 형태의 물질)을 투입할 때 안전을 위해서 여과 등의 추가 과정이 필요한데, 이러한 추가 과정 중 조금만 부주의해도 주입되는 목적물질이 쉽게 손상을 받아 효과가 떨어질 가능성이 있다.
이러한 위험성이 있음에도 불구하고, 줄기세포를 주입하기 위한 주입장치의 개발은 미미한 실정이다. 종래의 주입장치를 이용하여 투여하는 경우, 주입 속도로 조절하거나 줄기세포를 교반시켜 안전한 농도로 투여할 수 있는 장치가 없어 치명적인 의료사고를 일으킬 수 있는 문제점을 갖는다.
대한민국 등록실용신안 제20-0370275호(2004.12.13공고)
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 주입장치에 진동을 가하여 주입액을 교반시켜 줌으로써 주입액에 포함된 목적물질이 적정한 농도를 유지하며 주입될 수 있도록 하고, 주입장치에 가해진 진동이 주사바늘까지 전달되는 것을 차단하여 주입받는 자가 피해를 입지 않도록 하며, 주입액을 일정 수위와 주입 속도로 좀더 자유롭게 조절하여 안전하게 주입할 수 있도록 하는 의료용 주입장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 의료용 주입장치는, 내부에 주입액을 담기 위한 내부 수용 공간이 형성되고, 하부에 주입액 유출포트가 형성되는 컨테이너; 상기 컨테이너의 상기 주입액 유출포트에 연장 결합되어 상기 주입액 유출포트를 통해 배출된 주입액을 여과하는 주입액 여과필터; 상기 주입액 여과필터 하부에 연장 연결되어 여과 배출된 상기 주입액을 주입하기 위한 이동 유로를 제공하는 가이드 튜브; 및 외부의 공기가 유출입되는 개방 정도를 조절 가능한 상태로 상기 컨테이너 상부에 형성된 제1 수위조절포트와 상기 주입액 여과필터 상부에 형성된 제2 수위조절포트를 서로 연통되게 연결하는 주입액 수위 조절관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2 수위 조절포트는 상기 주입액 여과 필터의 최상측부에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 주입액 수위 조절관은 분지되며 상기 제1 수위 조절 포트와 상기 제2 수위조절포트를 연결하는 분지 연결관; 상기 분지 연결관에 연장 결합되며 슬릿 형태의 공기 입출공이 형성되는 슬릿 어댑터; 및 상기 슬릿 어댑터에 결합되어 상기 공기 입출공의 개방 정도를 조절하는 공기 조절 마개;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 분지 연결관은 상기 제1 수위조절포트와 상기 슬릿 어댑터를 연결하는 연결관부로부터 상기 제2 수위조절포트를 연결하도록 제1 분지관부가 연장 형성되는 분지관; 및 상기 분지관의 제1 분지관부와 상기 필터의 제2 수위조절포트를 연결하는 제1 연결 튜브;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 연결 튜브는 유연성 재질로 이루어지고 상기 연결 튜브 상에 구비되어 상기 연결 튜브를 가압하며 내부 유로의 단면적의 크기를 조절하는 제1 연결 튜브 클램프;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 슬릿 어댑터와 상기 분지 연결관 사이를 연결하는 공기 여과 필터;가 더 구비되고, 상기 공기 여과 필터는 내부 여과 공간을 형성하는 필터 하우징; 및 상기 필터 하우징 내에 설치되어 상기 공기 입출공을 통해 유입되는 공기를 여과시키는 공기 여과재;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 슬릿 어댑터는 상기 공기 여과 필터와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 가이드 튜브는 액적관, 주입량조절밸브, 연장튜브를 더 포함하고, 상기 주입액 여과필터는 가득 채우고, 상기 액적관은 부분적으로 채워 여과와 주입을 시행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 컨테이너 내부에 구비되어 상기 컨테이너에 진동이 발생되면 요동하여 내부의 주입액을 교반하는 교반수단;을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 교반수단은 상기 컨테이너의 상측에 걸려 자유 운동 가능하게 고정되는 제1 교반체; 및 상기 제1 교반체의 하단부에 자유 운동 가능하게 연결되는 제2 교반체;를 포함하고, 상기 제1 교반체는 하부가 상부보다 더 무겁고, 상기 제2 교반체는 상부가 하부보다 더 무겁게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 교반체와 상기 제2 교반체는 막대의 상단부와 하단부에 각각 나선형으로 굴곡지게 연결 고리들이 형성되고, 상기 제2 교반체의 상부 연결 고리가 상기 제1 교반체의 하부 연결 고리에 걸어 연장 결합되며, 상기 제1 교반체의 하부 고리는 상부고리보다 더 크고, 상기 제2 교반체의 상부고리는 하부고리보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 컨테이너는 하부가 상기 주입액 유출포트를 향해 단면축소부를 이루도록 형성되고, 상기 단면축소부 내에 수납되어 상기 컨테이너의 진동 여부에 따라 상기 주입액 유출포트를 개폐하는 진동감지마개;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 진동감지마개는 상기 교반수단 하부에 연결줄을 통해 연동 가능하게 연결되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 진동감지마개는 하부의 무게는 상부의 무게보다 더 크고, 적어도 하부가 주입액 유출포트를 폐쇄하도록 곡면부로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 컨테이너와 주입액 여과필터 사이를 연결하며 길이 방향 중심부에 내부 유로 단면적이 확장된 팽창관; 및 상기 팽창관 내부에 수납 설치되어 상기 컨테이너의 진동 여부에 따라 상기 주입액 여과필터에 연결되는 하부 주입액 유로를 개폐하는 진동감지마개;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주입액 수위 조절관은 상기 팽창관 상부에 형성된 제3 수위조절포트를 더 연결하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 주입액 수위 조절관은 하단부가 분지되며 상기 제1 수위 조절 포트, 상기 제2 수위조절포트 및 상기 제3 수위조절포트를 연결하는 분지 연결관; 상기 분지 연결관의 상측 개방 상단부에 연장 결합되는 슬릿 어댑터; 및 상기 슬릿 어댑터의 공기 유입 슬릿 형성 단부에 결합되어 상기 공기 유입 슬릿의 개방 정도를 조절하도록 체결되는 공기 조절 마개;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 분지 연결관은 상기 제1 수위조절포트와 상기 슬릿 어댑터를 연결하는 연결관부로부터 상기 제2 수위조절포트 및 상기 제 3 수위조절포트를 연결하도록 제2 분지관부가 연장 형성되는 분지관; 상기 제2 분지관부의 제1 분지단부와 상기 제2 수위조절포트를 연결하는 제1 연결 튜브; 및 상기 제2 분지관부의 제2 분지단부와 상기 제3 수위조절포트를 연결하는 제2 연결 튜브;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 연결 튜브 및 상기 제2 연결 튜브는 유연성 재질로 이루어지고, 상기 제1 연결 튜브 상에 각각 구비되어 상기 제1 연결 튜브의 내부 유로의 단면적을 조절하는 제1 연결 튜브 클램프; 및 상기 제2 연결 튜브 상에 각각 구비되어 상기 제2 연결 튜브의 내부 유로의 단면적을 조절하는 제2 연결 튜브 클램프;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 진동감지마개는 상기 컨테이너 내부의 상기 교반수단 하부와 연결줄을 통해 연동 가능하게 연결되도록 구성되고, 진동감지마개의 무게는 상부의 무게보다 더 크며, 하부가 상기 팽창관의 하부 주입액 유로를 폐쇄할 수 있도록 곡면부로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 주입액 여과 필터와 상기 가이드 튜브 사이를 연결하며 탄성 재질의 주름 연결관이 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 컨테이너를 진동 가능하게 걸어 고정하는 거치대;를 더 포함할 수 있고, 상기 거치대는 상기 주름 연결관 하부를 잡아 고정하기 위한 중간 고정바;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 중간 고정바는 일자형, 원형, 타원형 또는 다각형 형태로 다양하게 변형되어 적용할 수 있다.
상기한 본 발명의 의료용 주입장치에 따르면, 진동을 주어 주입액이 담겨진 컨테이너와 컨테이너 내에 구비된 교반수단을 요동시켜 주입액을 교반시키도록 함으로써, 주입액 중에 포함된 목적물질이 충분히 교반된 상태로 균일한 농도를 가지고 주입될 수 있도록 유도하여 목적물질의 농도 불균일에 의해 발생될 수 있는 치명적인 의료사고를 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 진동을 주어 주입액을 교반시키지 않은 경우 컨테이너 또는 팽창관 내에 구비된 진동감지마개를 통해 주입액이 하류로 흘러 주입되는 것을 원천적으로 자동 차단하여 보다 안전하게 주입액을 주입할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 진동감지마개를 연결줄을 통해 진동수단과 연동 가능하게 연결시켜 진동감지마개를 통한 원활한 주입액 유출포트의 개폐 동작이 이루어질 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 주입액 수위 조절관을 통해 컨테이너와 필터 및/또는 팽창관을 서로 연결하여 이들 내부에 채워진 주입액의 수위 및 주입액의 주입 속도를 좀더 자유롭게 조절할 수 있도록 하고 특히, 필터 내부에서 침강성 여과 과정을 거치도록 주입액이 필터 내부를 기설정된 수위 이상을 채운 상태로 주입이 이루어질 수 있게 유도하여 줄기세포 등의 목적물질이 주입액 여과재 등에 의한 손상 없이 안정적으로 여과되며 주입될 수 있는 효과를 갖는다. 좀더 바람직하게는 주입액 여과필터는 가득 채우고, 가이드튜브의 액적관은 부분적으로 채워 여과와 주입을 시행함으로써, 효율적인 여과와 주입을 가능하게 하는 효과를 갖는다.
또한, 주름 연결관을 이용해 주입액을 교반하기 위해 가해지는 진동이 주사바늘까지 전달되는 것을 차단하여, 주사바늘이 꽂혀있는 주입 받는 자가 불쾌감을 느끼거나 의료사고가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 주입장치가 거치되는 거치대의 중심부에 주름 연결관 하부를 잡아 고정시키도록 중간 고정바를 설치하여, 이를 통해 컨테이너를 포함해 주름 연결관 상류측에 충분한 진동을 주어 주입액의 교반 효과를 높일 수 있도록 하되 주름 연결관 하류측으로 진동이 전달되지 않고 안전하게 주입액을 주입할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 의료용 주입장치에 대한 부분 단면 사시도이다.
도 2는 도 1의 의료용 주입장치의 정단면도이다.
도 3은 도 2의 컨테이너를 확대 도시한 정단면도이다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 도 3의 컨테이너를 진동시켜 주입액을 교반시키는 과정을 도시한 정단면도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 도 3의 진동감지마개에 대한 각각의 변형예들을 도시한 정단면도이다.
도 6은 도 2의 주입액 여과 필터를 확대 도시한 측단면도이다.
도 7은 도 2의 주입액 수위 조절관을 분해하여 도시한 정단면도이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 도 7의 공기 조절 마개의 체결 상태에 따른 공기 입출공의 개방 및 폐쇄 상태를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 9의 (a) 내지 (d)는 도 2의 주입액 수위 조절관을 통해 컨테이너 및 주입액 여과 필터 내부의 주입액 수위 조절 과정을 도시한 정단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 의료용 주입장치에 대한 사시도이다.
도 11은 도 8의 팽창관을 확대 도시한 정단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 의료용 주입장치에 대한 사시도이다.
도 13은 도 10의 주입액 수위 조절관을 확대 도시한 정단면도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 의료용 주입장치에 대한 정단면도이다.
도 15는 도 14의 중간 고정바를 도시한 평면도이다.
도 16의 (a) 내지 (c)는 도 15의 중간 고정바에 대한 각각의 변형예들을 도시한 평면도이다.
도 17의 (a) 및 (b)는 도 14의 거치대를 이용해 의료용 주입장치를 거치한 상태에서 주입액 교반을 위해 주입장치를 진동시킨 상태를 도시한 정단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 의료용 주입장치에 대한 부분 단면 사시도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 의료용 주입장치(1)는 교반수단(20)과 진동감지마개(30)가 구비된 컨테이너(10)와, 주입액 여과 필터 (40), 주입액 수위 조절관(50), 주름 연결관(60) 및 가이드 튜브(70)를 포함하도록 구성되어, 연속적으로 규칙적이거나 불규칙적인 진동을 주어 주입액을 교반시킨 상태로 주입액 중에 포함된 목적물질이 충분히 교반된 상태로 균일한 농도를 가지고 주입될 수 있도록 한다.
도 2는 도 1의 의료용 주입장치의 정단면도이고, 도 3은 도 2의 컨테이너를 확대 도시한 정단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 컨테이너(10)는 주입하고자 하는 주입액을 담아 저장하기 위한 내부 수용 공간(12)이 형성되고, 상부에는 내부 수용 공간(12) 내부로 주입액을 공급하기 위한 주입액 유입포트(16)가 형성되며, 하부에는 상기 주입액을 상기한 주입액 여과 필터(40), 주름 연결관(60) 및 상기 가이드 튜브(70)를 경유해 주입 받는 자에게 주입하기 위한 주입액 유출포트(19)가 형성된다.
본 실시예에서 컨테이너(10)는 유리 또는 플라스틱 등으로 제작되어 내부 수용 공간(12)의 부피가 일정하게 유지될 수 있는 투명 또는 반투명 용기 형태로 이루어지도록 하되 특히, 내부 수용 공간(12)을 형성하기 위한 컨테이너 몸체부(11)와, 상기 컨테이너 몸체부(11)의 상측 개방부를 밀폐시키도록 나사 결합되는 컨테이너 덮개부(15)로 이루어지는 것을 예시한다.
그러나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 컨테이너(10) 내에 주입액을 담은 상태로 진동을 주어 목적물질(줄기세포 등)이 균일한 농도를 갖도록 충분히 교반시켜 주입할 수 있는 한 파우치를 포함하여 좀더 다양한 형태로 구성할 수 있음은 당연하다.
이처럼 본 실시예에서 컨테이너(10)를 컨테이너 몸체부(11)와 컨테이너 덮개부(15)로 분리하여 구성함으로써, 컨테이너 덮개부(15)를 통해 컨테이너 몸체부(11) 내부 수용 공간의 상측 개방부를 개폐하도록 함으로써 용기 형태의 컨테이너(10)에 대한 제조 및 사용 상의 편리성을 높일 수 있게 된다.
한편, 컨테이너 덮개부(15)에는 상기 내부 수용 공간(12) 내에 주입액을 공급하기 위한 하나 이상의 주입액 유입포트(16)와, 수위 조절을 위한 제1 수위조절포트(18)가 각각 관통 형성될 수 있다.
그리고, 주입액 유입포트(16) 주위에는 이를 감싸 보호하기 위한 중공의 보호 벽체(16a)가 추가 형성되고, 상기 보호 벽체(16a)의 상에 끼워져 주입액 유입포트(16)를 막도록 유입포트 덮개(16b)가 더 구성될 수 있다.
제1 수위조절포트(18)에는 상기 주입액 수위 조절관(50)이 연장 결합되어, 상기 주입액 수위 조절관(50)을 통해 후술하는 주입액 여과 필터(40)와 함께 컨테이너(10) 내부가 외부 즉, 대기중에 개방되는 정도를 조절하여 내부 수용 공간(12)으로부터 하류측으로 빠져가는 주입액의 유출 속도(주입 속도)를 조절할 수 있도록 한다.
한편, 컨테이너 덮개부(15)의 주입액 유입포트(16)와 제1 수위조절포트(18) 사이 중심부의 상면과 하면에 각각 고정 고리들(15a, 15b)이 형성된다.
여기서, 상면 고정 고리(15a)는 컨테이너(10)를 후술하는 거치대(400: 도 14 및 도 17 참조)에 진동 가능하게 매달아 고정하기 위한 걸림 고리(17)들을 걸어 연장하기 위한 것이고, 하면 고정 고리(15b)는 컨테이너(10) 내부에서 주입액을 교반하기 위한 상기 교반수단(20)을 내부에 매달아 연결하기 위한 것이다.
각각의 걸림 고리(17)들은 후술하는 교반수단(20)의 제1 교반체(21) 및 제2 교반체(25)와 마찬가지로 필요한 길이로 걸어 연결 가능하게 스틱의 상측 단부와 하측 단부를 나선 형태로 굴곡지게 구부려 상, 하부 고리들이 형성되도록 구성될 수 있다.
이처럼, 컨테이너(10)가 걸림 고리(17)들을 통해 자유롭게 거동할 수 있도록 매달아 고정함으로써, 외력(사용자가 수동으로 흔들거나 거치대에 구비된 진동 장치에 의해 발생된 힘)에 의해 컨테이너(10)가 진자운동이나 세차운동 등을 하도록 요동시켜 주입액을 교반시킬 수 있도록 한다.
그리고, 컨테이너 몸체부(11)는 대략 중공 원뿔 형태로 이루어지고, 원뿔의 정점을 이루는 최하측 단부를 관통하며 주입액 유출포트(19)가 형성된다.
이처럼, 상기 컨테이너(10)의 하부가 중공 원뿔 형태의 단면축소부를 이루도록 형성됨에 따라 컨테이너(10) 내에 담아 저장되었던 주입액 중 침강 성질이 있는 줄기세포 등의 목적물질이 내측 경사면을 따라 흘러 내려 컨테이너 내에 잔존하지 않고 주입액 유출포트(19)를 통해 완전히 배출될 수 있게 된다.
교반수단(20)은 상기 컨테이너(10) 내부에 자유운동 가능하게 매달려 상기 컨테이너(10)에 가해진 진동에 의해 연동하며 내부에 수용된 주입액을 휘저어 교반시키도록 하는 역할을 한다.
본 실시예에서 상기 교반수단(20)은 상기 컨테이너 덮개부(15)의 하부 고리(15b)에 걸려 연장 결합되는 제1 교반체(21)와, 상기 제1 교반체(21)의 하부에 걸려 연장 결합되는 제2 교반체(25)를 포함하여 구성되는 것을 예시한다.
상기 제1 교반체(21)와 상기 제2 교반체(25)는 막대부의 상단부와 하단부에 각각 나선형으로 굴곡지게 구부러진 연결 고리들(22, 23, 26, 27)이 형성되도록 구성된다.
상기 제1 교반체(21)는 상부 고리(22)가 컨테이너 덮개부(15)의 하면 고정 고리(15b)에 자유 운동 가능하게 걸어 연결되고, 제2 교반체(25)의 상부 연결 고리(26)가 다시 상기 제1 교반체(21)의 하부 고리(23)에 자유 운동 가능하게 걸어 연결된다.
이하, 상기 제1 교반체(21) 및 제2 교반체(25)을 이용해 주입액을 교반시키는 과정을 도 4를 참조하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 도 3의 컨테이너를 진동시켜 주입액을 교반시키는 과정을 도시한 정단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 컨테이너(10)에 외력(사용자가 흔들거나 진동장치에 의해 발생된 힘)이 가해졌을 때, 컨테이너(102)가 요동하며 진자운동 또는 세차운동을 하게 된다.
그리고, 컨테이너(10)의 진자운동 또는 세차운동은 컨테이너(10) 내에 일체로 연결된 제1 교반체(21) 및 제2 교반체(25)에 전달되어 제1 교반체(21) 및 제2 교반체(25)가 요동하며 휘저어 주입액을 교반시키게 된다.
이때, 상기 제1 교반체(21)와 제2 교반체(25)를 통한 주입액의 교반 효과를 높일 수 있도록, 상기 제1 교반체(21)의 하부 고리(23)는 상부 고리(22)보다 더 크고, 상기 제2 교반체(25)의 상부 고리(26)는 하부 고리(27)보다 더 크게 형성되는 것이 보다 바람직하다.
이처럼, 상기 제1 교반체(21)의 하부 고리(23)가 상부 고리(21)보다 더 크고, 상기 제2 교반체(25)의 상부 고리(26)는 하부 고리(27)보다 더 크게 형성함으로써, 결국 상기 제1 교반체(21)는 하부가 상부보다 더 무겁고, 상기 제2 교반체(25)는 상부가 하부보다 더 무겁게 형성하도록 한다.
따라서, 제1 교반체(21)는 하부에 무게중심이 있어 안정적인 반면 제2 교반체(25)는 상부에 무게중심이 있어 불안정적이게 되어, 컨테이너(10)에 진동이 발생하면 무게 중심이 안정적인 제1 교반체(21)는 높이의 변화가 없어 수평방향이 주가되는 진자운동과 세차운동을 하며 요동하게 된다.
이에 반해, 무게 중심이 불안정적인 제2 교반체(25)는 수평방향으로 요동하는 동시에 위 아래로 요동하며 불규칙적인 진자운동과 세차운동을 하게 된다.
즉, 불규칙적인 진자운동 및 세차운동은 상기 제1 교반체(21)의 하부고리에 걸려있고 무게가 상대적으로 큰 제2 교반체(25)의 상부에서는 뚜렷하지 않으나, 무게 중심이 불안정적인 하부로 갈수록 극명하게 나타난다. 따라서 제2 교반체(25)의 하부 고리(27)는 가장 불규칙적인 진자운동과 세차운동을 하게 된다.
한편, 목적물질 중에서 줄기세포는 컨테이너(10) 내에서 침강하려는 성질이 강하고, 컨테이너(10)의 주입액 유출포트(19) 인근 내벽에 흡착, 응고될 수 있다. 따라서 컨테이너(10)의 하부로 갈수록 줄기세포의 농도는 증가하고, 특히 유출포트(19)인근 내벽에서 응고현상이 많이 발생한다.
본 실시예의 교반수단(20)에서 제1 교반체(21)의 하부 고리(23)와 제2 교반체(25)의 상부 고리(27)는 수평방향이 주가되는 진자운동과 세차운동을 안정적으로 하기 때문에 컨테이너(10) 중간부에 방향성이 있는 대류현상을 발생시킬 수 있게 되고, 상기한 대류현상에 의해서 주입액 전반부에 거쳐 교반이 일어나게 된다.
이에 반해, 제2 교반체(25)의 하부 고리(27)는 수평, 수직방향으로 불규칙하게 진자운동과 세차운동을 하기 때문에 방향성이 있는 대류현상이 일어나진 않는다.
즉, 컨테이너(10) 하부에서는 주입액 전반부에 영향을 미치는 교반이 일어나진 않지만, 컨테이너(10) 하부의 주입액을 집중적으로 휘저으며, 국부적인 부분에서만큼은 제1 교반체(21)의 하부 고리(23)와 제2 교반체(25)의 상부 고리(26)보다 더 뛰어난 교반 성능을 보이게 된다.
따라서, 전술한 교반수단(20)은 컨테이너(10)의 하부로 갈수록 줄기세포의 농도는 증가하여 주입액 유출포트(19) 인근의 내측 경사벽면에서 응고현상이 많이 발생하고 주입액 유출포트(19)를 향해 단면축소부가 형성되는 컨테이너(10)를 적용한 주입장치(100)에 매우 적합하다.
이처럼, 상기한 교반수단(20)를 통해 주입액을 교반시킴으로써 주입액 중에의 포함된 물질(줄기세포 등)의 응고를 막고, 주입액 내의 목적물질이 균일한 농도를 유지할 수 있어 줄기세포가 침전되어 고농도로 투여되거나 서로 엉켜 덩어리진 상태로 주입되는 위험을 방지할 수 있게 된다.
진동감지마개(30)는 컨테이너(10) 하부의 상기 단면축소부 내에 수납되어 상기 컨테이너(10)의 진동 여부에 따라 컨테이너(10)의 주입액 유출포트(19)를 개폐하도록 한다.
즉, 평상시에는 진동감지마개(30)의 직경이 주입액 유출포트(19)의 단면의 직경보다 커 컨테이너(10) 하측 단면축소부의 경사면에 밀착하며 유로를 폐쇄하여 주입액이 주입액 유출포트(19)를 통해 컨테이너(10)로부터 유출되는 것을 차단하도록 한다.
그러나, 컨테이너(10)에 진동이 가해져 컨테이너(10)가 요동하며 전술한 바와 같이 진자운동 및 세차운동을 하게 되면 내부의 진동감지마개(30)가 같이 요동하며 단속적으로 상기 주입액 유출포트(19)를 개방하도록 한다.
본 실시예에서 진동감지마개(19)는 대략 원형의 단면 형상을 가지는 구면체로 형성되고, 내측 하부에 편심추를 설치하여 하부가 상부보다 더 무겁게 형성되는 것을 예시한다.
즉, 진동감지마개(30)를 구면체로 형성함으로써 항상 같은 위치에서 주입액 유출포트(19)의 폐쇄 동작이 일어날 수 있도록 유도하고 아울러 요동하던 컨테이너(10)의 진자운동이나 세차운동이 감쇄하더라도 진동감지마개(30)가 컨테이너(10)의 하부 경사면과 이격되며 만들어지는 이격 공간이 시간 경과에 따라 일정하게 줄어들어 주입액의 유출량이 급격하게 변화되는 것을 막을 수 있도록 한다.
또한, 진동감지마개(30)의 무게 중심이 하측에 위치하도록 구성함으로써 주입액 유출포트(19)의 개방을 위해 요동시키는 과정에서 오뚝이와 같이 전복되지 않고 항상 기립 형상을 유지하며 주입액 유출포트(19)의 개폐 동작을 수행할 수 있도록 한다.
도 5의 (a) 및 (b)는 도 3의 진동감지마개에 대한 각각의 변형예들을 도시한 정단면도이다.
본 실시예에서 진동감지마개(30)가 원형의 단면 형상을 가지는 구면체로 이루어지는 것을 예시하고 있으나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 도 5에 도시한 바와 같이, 공통적으로 무게 중심이 하측에 위치하고, 단면축소부를 이루는 주입액 유출포트를 균일하게 개폐하기 위한 적어도 하부가 곡면부를 갖는 한 타원형이나 부채꼴 등을 포함하여 좀더 다양한 단면 형상을 가지는 구면체들로 구성할 수 있음은 당연하다.
특히, 진동감지마개(30)를, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 상, 하부가 서로 비대칭을 이루는 부채꼴 단면 형상을 가지는 구면체로 구성함으로써, 하부는 반구형으로 곡면부를 형성하여 주입액 유출포트(19)의 개폐 동작을 원활하게 수행할 수 있도록 하되, 상부를 원뿔 형태로 구성하여 이를 통해 컨테이너(10)의 하측 단면축소부의 내의 주입액 교반 효과를 높일 수 있다.
특히, 본 실시예에서는 상기 진동감지마개(30)가 상기한 교반수단(20)의 하단부 즉, 제2 교반체(25)의 하부 고리(27)에 연결줄(31)을 통해 서로 연동 가능하게 연결하도록 구성되는 것을 예시한다.
이처럼, 진동감지마개(30)를 연결줄(31)을 통해 제2 교반체(25)의 하부 고리(27)에 연결함으로써 교반수단(20)의 움직임에 반응해서 진동감지마개(30)의 움직임을 증가시켜 좀더 원활한 주입액 유출포트(19)의 개폐 동작을 수행할 수 있도록 함과 아울러 컨테이너(10)의 단면축소부의 내의 주입액 교반 효과를 높일 수 있도록 한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 주입액 여과 필터(40)는 상기 컨테이너(10) 상기 주입액 유출포트(19)에 연장 결합되어, 상기 주입액 유출포트(19)를 통해 배출된 주입액을 주입액 여과재(45)를 이용해 걸러 여과시켜주도록 하는 역할을 한다.
도 6은 도 2의 주입액 여과 필터를 확대 도시한 측단면도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에서는 주입액 여과 필터(40)는 필터 하우징(41)과, 상기 필터 하우징(41) 내에 설치되는 주입액 여과재(45)를 포함하여 구성되는 것을 예시한다.
여기서, 필터 하우징(41)은 내부에 설치되는 상기 주입액 여과재(45)을 이용해 컨테이너(10)로부터 유입된 주입액을 여과시키기 위한 여과 공간을 제공하고, 상측 단부에는 컨테이너의 주입액 유출포트(19)에 연결하기 위한 필터 유입관부(42)가 형성되며, 하측 단부에는 상기 주름 연결관(60)을 연결하기 위한 필터 유출관부(43)가 형성된다.
따라서, 필터 유입관부(42)를 통해 컨테이너(10)로부터 유입된 주입액이 필터 하우징(41) 내에서 일정 높이 이상의 수위를 유지한 상태로 흘러 필터 유출관부(43)에 연결된 주름 연결관(60)을 통해 가이드 튜브(70)쪽으로 이동하게 된다.
이때, 주입액은 필터 하우징(41) 내부에 설치되는 주입액 여과재(45)를 통과해 하류로 흘러 내려가는 과정에서 자연스럽게 주입액 내에 포함된 덩어리 물질은 걸러지고 줄기세포 등의 목적물질은 투과시키도록 한다.
본 실시예에서 사용되는 주입액 여과재(45)는 치밀막구조를 가지는 공지의 백 필터(bag-filter)로 이루어지는 것을 예시한다. 그러나, 주입액 중의 덩어리 물질은 거르고 줄기세포 등의 목적물질을 투과시킬 수 있는 한 다양한 형태 및 재질의 여과재가 사용될 수 있음은 당연하다.
또한, 필터 하우징(41)의 상부에는 상기한 주입액 수위 조절관(50)을 연결해 외부와의 개방 정도를 조절함으로써, 상기 컨테이너(10)와 연계해 필터 하우징(41) 내에 채워지는 주입액의 수위 및 주입 속도를 조절할 수 있게 하기 위한 제2 수위조절포트(44)가 형성된다.
여기서, 제2 수위조절포트(44)는 주입액 여과재(45)를 통해 주입액의 침강성 여과 과정을 유도할 수 있도록, 적어도 주입액 여과재(45)의 설치 높이보다 더 높게 주입액의 수위를 유지해야 하며, 좀더 효과적으로는 주입액이 필터 하우징(41) 내부를 모두 채운 상태로 주입액의 여과 과정을 수행할 수 있도록 필터 유입관부(42)에 인접하는 최상측부에 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 필터 하우징(41)을 채우지 않는 상태에서 목적물질을 주입하는 경우, 여과재가 주입액 여과재(45)에 걸려 세포 등의 목적물질의 손상이 일어날 가능성 크다.
따라서, 필터 하우징(41) 내부를 주입액으로 가득 채운 상태에서 주입액의 여과 과정을 수행하게 되면, 줄기 세포 등의 목적물질이 주입액 여과재 즉, 백 필터 형태의 주입액 여과재(45)에 의한 손상 없이 안정적으로 여과가 이루어지게 된다.
특히, 전술한 바와 같이 주입액을 필터 하우징(41)의 최상류까지 가득 채운 상태에서 주입액의 여과 과정을 수행하는 경우, 외력에 의해 컨테이너(10)가 요동하더라도 필터 하우징(41) 내부에서 주입액이 유동하지 않고 안정적으로 주입이 이루어질 수 있게 된다. 이는 부분적으로 찬 용기의 내부는 외력에 의해 많이 흔들림이 발생되나, 가득 찬 용기 내부는 외력이 발생하더라도 흔들림이 발생되지 않거나 제한적으로 발생되는 원리이다.
따라서, 보다 더 효율적인 주입액의 여과와 주입을 가능하도록 하기 위해서는 항상 외부 흔들림에 주입액이 요동하지 않게 주입액 여과 필터(40) 내부를 가득 채우고, 주입 속도를 관찰 및 조절하기 위해서 가이드튜브(70)의 액적관(71)은 부분적으로만 채워지도록 하는 것이 바람직하다.
주입액 수위 조절관(50)은 전술한 바와 같이 공기가 유출입되는 개방 정도를 조절할 수 있는 상태로 상기 컨테이너(10) 상부에 형성된 제1 수위조절포트(18)와 상기 주입액 여과 필터(40) 상부에 형성된 제2 수위조절포트(44)를 연결하여 컨테이너(10)와 주입액 여과 필터(40) 내부에 채워진 주입액 수위 및 가이드 튜브(70)를 통한 주입액의 공급 속도를 조절할 수 있도록 한다.
주름 연결관(60)은 상기 주입액 여과 필터 (40)와 상기 가이드 튜브(70) 사이를 연결하도록 구성되고, 굴절 가능하게 탄성 재질로 이루어지며 길이방향으로 여러 개의 주름이 형성되는 것을 예시한다.
즉, 전술한 바와 같이 주입액을 교반하기 위해서는 컨테이너(10)를 요동시켜야 하고, 이에 의해 발생된 운동에너지는 가이드 튜브(70)를 따라 주사바늘(72)까지 전달되어 주사바늘(72)이 꽂혀있는 주입 받는 자에게 불쾌감을 주거나 또는 가벼운 찰과상부터 치명적인 의료사고를 발생시킬 수도 있다.
따라서, 본 실시예에서는 주름 연결관(60)을 이용해 상기 주입액 여과 필터 (40)와 상기 가이드 튜브(70) 사이를 연결하도록 함으로써, 주입액을 교반시키도록 컨테이너(10)에 전달된 진동을 주름 연결관(60)의 주름부를 통해 차단시켜 하류로 전달되는 것을 방지한다.
가이드 튜브(70)는 주름 연장관(60) 하부에 연장 연결되어 주입액 여과 필터(40)를 통해 여과 배출된 상기 주입액을 주입하기 위한 이동 유로를 제공하도록 구성된다.
본 실시예에서 가이드 튜브(70)는 액적관(71), 주사바늘(72), 연장 튜브(73) 및 주입유량조절밸브(74)로 이루어지는 것을 예시한다.
여기서, 액적관(71)은 주름 연결관(60) 하부에 결합되어 상기 컨테이너(10)로부터 주입액 여과 필터(40)를 경유해 액적 상태(물방울 형태)로 떨어져 일정 수위를 유지하며 공급되는 주입액의 주입 속도를 가시화시켜, 사용자가 이를 통해 관찰해 가며 주입액의 주입 속도를 직관적으로 조절할 수 있도록 하는 역할을 한다.
그리고, 주입유량조절밸브(74)는 상기 액적관(71)으로부터 주사바늘(72)을 연결하는 연장 튜브(73) 상에 구비되어 주입액의 주입 유량을 조절하도록 한다.
그러나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 주름 연결관(60) 하부를 연결하며 주입액을 주사할 수 있는 한 공지된 다양한 구성들을 가감하여 좀더 다양하게 가이드 튜브(70)들을 구성할 수 있음은 당연하다.
도 7은 도 2의 주입액 수위 조절관을 분해하여 도시한 정단면도이고, 도 8의 (a) 및 (b)는 도 7의 공기 조절 마개의 체결 상태에 따른 공기 입출공의 개방 및 폐쇄 상태를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 주입액 수위 조절관(50)은 분지 연결관(51), 슬릿 어댑터(57) 및 공기 조절 마개(59)를 포함하여 구성되는 것을 예시한다.
여기서, 분지 연결관(51)은 상기 제1 수위조절포트(18)와 상기 제2 수위조절포트(44)를 연결할 수 있도록 분지되어 형성되는 분지관(52)과 제1 연결 튜브(53)로 이루어진다.
분지관(52)은 상기 제1 수위조절포트(18)와 상기 슬릿 어댑터(57)를 연결하는 연결관부(52a)로부터 상기 제2 수위조절포트(44)를 연결하도록 제1 분지관부(52b)가 연장 형성된다.
그리고, 제1 연결 튜브(53)는 상기 분지관(52)의 제1 분지관부(52b)와 상기 주입액 여과 필터(40)의 제2 수위조절포트(44)를 연결하도록 한다.
여기서, 상기 제1 연결 튜브(53)는 유연성 재질로 이루어지고, 제1 연결 튜브(53)를 상에 구비되는 제1 연결 튜브 클램프(54)를 통해 상기 제1 연결 튜브(53)를 가압하며 연통된 내부 유로의 단면적의 크기를 조절할 수 있도록 한다.
슬릿 어댑터(57)는 내부 공기 입출공(57a)을 형성하도록 대략 중공 원통 형상으로 이루어지고, 하측 단부가 상기 분지 연결관(51)의 연결관부(52a) 상측 개방 단부에 끼워져 연장 결합되게 분지관 연결부(57a)가 형성되며, 상측 단부에는 공기 조절 마개(59)가 나사 체결되는 측벽면을 따라 적어도 하나 이상으로 절개 형성된 개방 슬릿(58)을 갖도록 덮개 체결부(57b)가 형성된다.
공기 조절 마개(59)는 상기 슬릿 어댑터(57)의 덮개 체결부(57b)에 나사 결합되어, 나사를 조이거나 풀어 조절된 체결 높이의 정도에 따라 개방 슬릿(58)을 통한 상기 공기 입출공(57c)의 개방 정도를 조절할 수 있도록 한다.
여기서, 공기 조절 마개(59)는 상측 폐쇄 단부로부터 하측으로 갈수록 나팔관 형태로 확장되게 형성되고 마개 몸체(59a)와, 상기 슬릿 어댑터(57)의 덮개 체결부(57b)에 나사 결합되게 내주면 상에 암나사가 형성되며, 상측 폐쇄 단부로부터 상기 공기 입출공(57c) 내부에 삽입되며 폐쇄할 수 있게 하는 개폐 돌기(59b)가 내측에 돌출 형성되게 구성된다.
한편, 상기 슬릿 어댑터(57)와 상기 분지 연결관(51) 사이에 연결되어 상기 공기 입출공(57c)을 통해 유입되는 공기를 여과시키기 위한 공기 여과 필터(55)가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 공기 여과 필터(55)는 상기 슬릿 어댑터(57)와 상기 분지 연결관(51) 사이를 연결하며 공기 입출공(57c)을 형성하는 중공 원통형의 필터 하우징(55a)과, 상기 필터 하우징(55a) 내에 구비되어 공기 입출공(57c)을 통해 유입되는 공기를 여과시키기 위한 공기 여과재(56)로 구성된다.
여기서, 공기 여과재(56)는 공기 입출공(57c)을 통해 외부의 오염물질이 유입되는 것을 차단할 수 있도록 극미세필터 또는 헤파필터로 이루어지는 것이 바람직하다.
극미세필터의 경우 0.1-0.2 마이크로미터 또는 그 이하의 작은 그물코를 가지고 있어, 공기 중에 부유하는 아주 작은 물질이나 세균, 바이러스 들의 침입을 억제 또는 포집하여 공기로 인한 오염 가능성을 최소화 할 수 있다.
따라서 오염된 환경에서 주입액의 주입이 이루어진다 하더라도, 공기 여과 재(56)에 의해 이물질(세균, 바이러스 포함)을 제거할 수 있어 보다 안전하게 주입액의 주입이 이루어질 수 있도록 한다.
도 9의 (a) 내지 (d)는 도 2의 주입액 수위 조절관을 통해 컨테이너 및 필터 내부의 주입액 수위 조절 과정을 도시한 정단면도이다.
먼저, 도 9의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 가이드 튜브(70)의 주입유량조절밸브(74)와 제1 연결 튜브 클램프(54)를 모두 닫은 상태로 주사기(90)나 연결관(미도시)을 이용해 상기 컨테이너(10)의 주입액 유입포트(19)를 통해 목적물질을 포함하는 주입액을 주입하여 컨터이너(10) 내부에 채운다.
이때, 컨테이너(10) 내부에 채워진 주입액은 진동감지마개(30)에 의해 주입액 유출포트(19)가 폐쇄되어 하류로 흐르지 못하고 컨테이너(10) 내부에만 채워진 상태를 유지하게 된다.
그 다음, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 가이드 튜브(70)의 액적관(71)을 손으로 눌러주면 진동감지마개(30)에 의해 폐쇄된 컨테이너(10)의 하부에서부터 주입유량조절밸브(74)까지 채워져 있던 내부 공기 압력이 높아지면서 진동감지마개(30)를 상측으로 밀어 올려 개방된 컨테이너(10)의 주입액 유출포트(19)를 통해 주입액이 하류로 흘러내리게 된다.
그리고, 상기한 가이드 튜브(70)의 액적관(71)의 가압하는 과정을 반복해 가면서 하류로 흘러내리는 주입액 유량을 조절하여 주입액이 액적관(71) 내에 일정 수위로 차오르도록 한다.
이때, 주입액이 주입액 여과 필터(40)를 통과하여 흘러내리는 과정에서 주름 연결관(60)과 액적관(71)의 관경차에 의해 주입액이 바로 흘러내리지 못하고 주름 연결관(60)에서 필터 하부까지를 채우며 체류하게 된다.
그리고, 주름 연결관(60)에서 주입액 여과 필터(40) 하부까지를 채우고 있는 주입액은 액적관(71) 상부에서 배출되지 못하고 갇혀 압력이 높아진 공기에 의해 더 이상 흘러 내리지 못하고 체류된 상태를 유지하게 된다.
그 다음, 제1 연결 튜브 클램프(54)를 개방한 상태로 손으로 컨테이너(10)를 흔들면서 상기한 제1 교반체(21) 및 제2 교반체(25)와 함께 진동감지마개(30)를 진자운동 또는 세차운동시켜 개방된 주입액 유출포트(19)를 통해 교반 상태의 주입액을 연속적으로 흘러 보내주게 되면, 주입액 여과 필터(40) 상측에 채워져 있던 공기가 제1 연결로프(53)를 통해 배출되면서 공기가 빠져나간 주입액 여과 필터(40) 내부 상측 공간이 컨테이너(10)로부터 흘러 내린 주입액으로 모두 채워지게 된다.
그리고, 연속해서 흔들면서 컨테이너(10)로부터 주입액 여과 필터(40) 내부로 계속해서 주입액이 흘러내리게 해주면 주입액은 컨테이너(10)와 같은 높이의 수위를 이룰 때까지 제1 연결로프(53) 내에 차오르게 된다. 이는 주입액 수위 조절관(50)의 분지 연결관(51)을 통해 상기 컨테이너(10)의 제1 수위조절포트(18)와 상기 주입액 여과 필터(40)의 제2 수위조절포트(44)를 동시에 연결하여 동일 개방 상태를 유지하고 있기 때문이다.
도 9의 (d)에 도시한 바와 같이, 전술한 과정들을 통해 하류로 흘러내린 주입액이 상기 주입액 여과 필터(40) 내부 공간을 모두 채운 상태에서 가이드 튜브(70)의 주입유량조절밸브(74)를 개방하게 되면, 주입액이 주입액 여과 필터(40) 내부 공간을 모두 채운 상태를 그대로 유지하며 컨테이너(10) 및 제1 연결로프(53) 내부에 동일 수위를 유지하며 채워져 있던 주입액이 흘러내려 가이드 튜브(70)의 액적관(71), 연장 튜브(73) 및 주사바늘(72)을 경유해 주입받을 자에게 주입하게 된다.
물론, 컨테이너(10) 내부에 채워져 있는 주입액을 계속해서 하류로 흘러내리게 하기 위해서는 반드시 컨테이너(10)를 연속적으로 진동시켜 교반수단(20)의 제1 교반체(21) 및 제2 교반체(25)와 함께 진동감지마개(30)를 요동시켜 주어야 한다.
한편, 주입액의 공급 속도는 슬릿 어댑터(57)에 채결된 공기 조절 마개(59)를 통해 공기 입출공(57c)이 개방 정도를 통해 조절할 수 있으며, 최종적으로 가이드 튜브(70)의 액적관(71), 연장 튜브(73) 및 주사바늘(72)을 경유해 주입 받을 자에게 주입되는 주입액의 유량은 가이드 튜브(70)의 주입유량조절밸브(74)를 통해 조절할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 의료용 주입장치(1)는 주입액 수위 조절관(50)을 통해 컨테이너(10)와 주입액 여과 필터(40)를 서로 연결하여 컨테이너와 필터 내부에 채워진 주입액 수위 및 주입 속도를 자유롭게 조절할 수 있도록 하고, 특히, 주입액이 주입액 여과 필터(40) 내부를 완전히 채워진 상태를 유지하며 주입될 수 있도록 하여 주입액 여과 필터(40) 내부에서 침강성 여과 과정을 거치도록 유도하여 줄기 세포 등의 목적물질이 주입액 여과재(45)에 의한 손상 없이 안정적으로 여과되며 주입될 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 본 발명의 의료용 주입장치(1)에 대한 또 다른 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 설명하되, 전술한 제1 실시예와 동일 및 유사 구성에 대해서는 동일 참조부호를 사용하고 이들에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 의료용 주입장치에 대한 사시도이고, 도 11는 도 8의 팽창관을 확대 도시한 정단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 의료용 주입장치(200)는, 전술한 제1 실시예와 비교하여, 컨테이너(10)와 주입액 여과 필터(40) 사이를 연결하며 내부에 진동감지마개(30)를 설치하기 위한 팽창관(130)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 팽창관(130)은 중심부에 진동감지마개(30)를 담아 수용하기 위한 마개 수용 공간(135)을 가지고 형성되고, 상측에 주입액 유출튜브(19)를 끼워 연결되는 팽창관 유입관부(131)가 형성되며, 하측에는 주입액 여과 필터(40)의 필터 유입관부(42)와 연결되는 팽창관 유출관부(132)가 형성된다.
따라서, 주입액을 교반시키기 위해 컨테이너(10)에 외력이 가해져 진동이 발생하면 주입액 유출포트(19)를 통해 팽창관(130)까지 진동이 전달되고, 마개 수용 공간(135) 내에 수납된 진동감지마개(30)가 요동하며, 반복적으로 팽창관 유출관부(132)의 유출포트를 개폐하게 된다.
이처럼, 컨테이너(10) 하부의 단면축소부 내에 수납 설치되 있던 진동감지마개(30)를 별도의 팽창관(130) 내에 수납 설치함으로써, 컨테이너(10) 하부의 단면축소부에서 주입액의 체류시간이 길어져 줄기세포의 농도는 증가하여 응고현상이 많이 발생하는 것을 방지하는 한편, 교반수단(20)의 제2 교반체(25)를 컨테이너(10)의 단면축소부 하단까지 연장시켜 이를 통해 주입액의 교반 효과를 좀더 높일 수 있도록 한다.
또한, 연결줄(31)을 통해 팽창관(130) 내에 설치되는 진동감지마개(30)를 컨테이너(10) 내에 설치된 교반수단(20)의 제2 교반체(25)의 하부 고리(27)에 서로 연동 가능하게 연결함으로써, 팽창관(130) 내부 주입액이 가득 차 있는 경우 외부 진동이 있더라도 진동감지마개(30)의 개폐 동작이 제한되는 것을 연결줄(31)을 통해 교반수단(20)의 움직임에 반응해서 진동감지마개(30)의 움직임을 증가시켜 좀더 원활한 팽창관 유출관부(132)의 유출포트의 개폐 동작을 유도할 수 있도록 한다.
한편, 본 실시예의 의료용 주입장치(200)는 주입액을 컨테이너(10)의 주입액 유입포트(16)를 통해 주입하는 초기 단계에서 주입액이 컨테이너(10)의 주입액 유출포트(19)의 통해 팽창관(130)으로 흘러내려 진동감지마개(30)에 의해 팽창관 유출관부(132)가 폐쇄된 팽창관(130) 내부를 채운 후에 컨테이너(10) 내부로 차오르게 되는 것을 제외하고 도 9에서와 동일한 과정을 거쳐 주입액 수위 조절관(50)을 통해 컨테이너(10) 및 필터(40) 내부에 채워진 주입액 수위 및 이들을 통한 주입액 주입 속도를 조절할 수 있도록 한다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 의료용 주입장치에 대한 사시도이고, 도 13은 도 10의 주입액 수위 조절관을 확대 도시한 정단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 의료용 주입장치(200)는, 제2 실시예와 비교하여, 진동감지마개(30)가 수납 설치되는 팽창관(130)의 상부에 제3 수위조절포트(133)가 관통 형성되고, 주입액 수위 조절관(250)이 컨테이너(10)의 제1 수위조절포트(18) 및 주입액 여과필터(40)의 제2 수위조절포트(44)와 함께 팽창관(130)의 제3 수위조절포트(133)를 연결하며 각각의 내부에 채워진 주입액의 수위를 조절함과 아울러 이들을 통해 주입되는 주입액의 주입 속도를 조절할 수 있도록 한다.
따라서, 본 실시예의 주입액 수위 조절관(250)의 분지 연결관(251)은 상기 제1 수위조절포트(18)와 상기 슬릿 어댑터(57)를 연결하는 연결관부로부터 전술한 제2 수위조절포트(44)와 함께 상기 제3 수위조절포트(133)를 연결하도록 제2 분지관부가 분지되며 연장 형성되게 분지관(252)를 포함한다
그리고, 제1 연결 튜브(253)는 전술한 바와 같이 상기 분지관(252)의 제2 분지관부의 제1 분지단부와 주입액 여과필터(40)의 제2 수위조절포트(44)를 연결하고, 제2 연결 튜브(255)는 상기 분지관(252)의 상기 제2분지관부의 제2 분지단부와 상기 팽창관(130)의 제3 수위조절포트(133)를 연결하도록 한다.
또한, 상기 제2 연결 튜브(255)는 전술한 제1 연결 튜브(253)와 마찬가지로 유연성 재질로 이루어지고, 제2 연결 튜브 클램프(256)를 통해 제2 연결 튜브(255)의 내부 유로의 단면적을 조절하여, 제2 연결 튜브(255)를 통해 좀더 자유롭게 팽창관(130) 내부에 갇혀 있던 공기를 외부로 배출하거나 외부 공기가 팽창관(130) 내부로 유입될 수 있도록 한다.
따라서, 본 실시예에서는 주입액 수위 조절관(250)의 제2 연결 튜브(255)를 이용해 전술한 컨테이너(10) 및 주입액 여과필터(40)와 마찬가지로 팽창관(130) 내에 채워지는 주입액 수위 및 이를 경유하는 주입되는 주입액의 주입 속도를 좀더 자유롭게 조절할 수 있도록 한다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 의료용 주입장치에 대한 정단면도이고, 도 15는 도 14의 중간 고정바를 도시한 평면도이며, 도 16의 (a) 내지 (c)는 도 15의 중간 고정바에 대한 각각의 변형예들을 도시한 평면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 의료용 주입장치(1)는 컨테이너(10)를 진동 가능하게 걸어 고정하기 위한 거치대(400)를 더 포함하여 구성된다.
상기 거치대(400)는 바닥 받침대(410), 수직 연장 지지대(420) 및 중간 고정바(440)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 거치대(400)는 공지의 종래 의료용 거치대와 마찬가지로 수직 연장 지지대(420)가 바닥 받침대(410)로부터 수직 연장되게 고정 설치되고, 수직 연장 지지대(420)의 상측 단부에는 상기한 걸림 고리(17)를 이용해 의료용 주입 주입장치(1)의 상기 컨테이너(10)를 걸어 고정할 수 있도록 수평 지지부(430)가 절곡 형성된다.
그러나, 본 실시예의 거치대는 공지된 의료용 거치대와 비교해 수직 연장 지지대(420) 상에 설치되어 상기 주름 연장관(60)의 주름부 하측을 잡아 고정할 수 있도록 하는 중간 고정바(440)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 중간 고정바(440)는 직선 형태의 수평 지지대부(441) 양측 단부에 각각 지지대 고정부(442) 및 주름 연장관 고정부(445)가 형성되는 것을 예시한다.
지지대 고정부(442)는 수직 연장 지지대(420) 상에서 수직 이동 가능하게 끼워지는 고정 고리의 일측을 관통하도록 조임 나사(443)가 구비되어, 수직 연장 지지대(420)의 높이 방향을 따라 주름 연장관(60)의 고정 높이를 자유롭게 조절할 수 있도록 한다.
그리고, 주름 연장관 고정부(445)는 가이드 튜브(70)의 액적관(71) 연결부가 연장 연결되는 주름 연결관(60)의 하부를 감싸 고정하도록 원형 클립 형태로 이루어진다. 즉, 주름 연장관 고정부(445)는 고정측 반원형부로터 개폐 가능하게 결합되는 개방측 반원형부 사이에 주름 연결관(60)의 하단부를 끼워 고정하도록 한다.
본 실시예에서 중간 고정바(440)는 수평 지지대부(441)가 직선 바 형태로 연장 형성되는 것을 예시하나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 도 16에 도시한 바와 같이, 손잡이나 의료기구들의 거치를 위한 추가적인 사용 목적을 수행할 수 있도록 삼각, 사각 또는 원형을 포함하여 다양한 형태 등으로 변형시켜 적용할 수 있음은 당연하다.
한편, 수직 연장 지지대(420)의 수평 지지부(430)와 중간 고정대(440) 사이에는 컨테이너(10)를 연결하며 주입액 교반을 위해 진동을 전달할 수 있도록 진동장치를 추가 구성될 수 있음은 당연하다.
도 17은 도 14의 거치대를 이용해 의료용 주입장치를 진동 거치 상태를 도시한 정단면도이다.
도 17을 참조하여 설명하면, 전술한 바와 같이 수직 연장 지지대(420)의 수평 지지부(430)에 컨테이너(10)를 자유 운동 가능하게 걸어 고정한 후, 중간 고정바(440)를 이용해 주름 연결관(60) 하부를 잡아 고정시켜 주입장치(1)를 고정대(400)에 거치시킨다.
그리고, 도 9에서과 같이 주입액 여과필터(10) 내부에 주입액이 기설정된 수위로 채워지게 조절한 후, 수동 또는 상기한 진동장치를 이용해 컨테이너(10)에 진동을 가하여 주입액이 연속적으로 교반되며 주입될 수 있도록 한다.
이때, 중간 고정바(440)를 이용해 주름 연결관(60) 하부를 잡아 고정하도록 함으로써, 컨테이너(10)를 포함해 주름 연결관(60)을 기준으로 상류측에 충분한 진동을 주어 주입액의 교반 효과를 높일 수 있도록 하되 주어진 진동이 주름 연결관(60)의 하류측으로 전달되는 것을 방지하여 좀더 안전하게 주입액을 주입할 수 있도록 하다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1, 100, 200: 의료용 주입장치 10: 컨테이너
11: 컨테이너 몸체부 12: 내부 수용 공간
15: 컨테이너 덮개부 15a: 상면 고정 고리
15b: 하면 고정 고리 16: 주입액 유입포트
16a: 보호 벽체 16b: 유입포트 덮개
17: 걸림 고리 18: 제1 수위조절포트
19: 주입액 유출포트 20: 교반수단
21: 제1 교반체 22: 상부 고리
23: 하부 고리 25: 제2 교반체
26: 상부 고리 27: 하부 고리
30: 진동감지마개 31: 연결줄
40: 주입액 여과 필터 41: 필터 하우징
42: 필터 유입관부 43: 필터 유출관부
44: 제2 수위조절포트 45: 주입액 여과재
50, 250: 주입액 수위 조절관 51, 251: 분지 연결관
52, 252: 분지관 52a: 연결관부
52b: 제1 분지관부 53, 253: 제1 연결 튜브
54, 254: 제1 연결 튜브 클램프 55: 공기 여과 필터
55a: 필터 하우징 56: 공기 여과재
57: 슬릿 어댑터 57a: 분지관 연결부
57b: 덮개 체결부 57c: 공기 입출공
58: 개방 슬릿 59: 공기 조절 마개
59a: 마개 몸체 59b: 개폐 돌기
60: 주름 연결관 70: 가이드 튜브
71: 액적관 72: 주사바늘
73: 연장 튜브 74: 주입유량조절밸브
130: 팽창관 131: 팽창관 유입관부
132: 팽창관 유출관부 133: 제3 수위조절포트
135: 마개 수용 공간 255: 제2 연결 튜브
256: 제2 연결 튜브 클램프 400: 거치대
410: 바닥 받침대 411: 이동 바퀴
420: 수직 연장 지지대 430: 수평 지지부
440: 중간 고정바 441: 수평 지지대부
442: 지지대 고정부 445: 주름 연장관 고정부

Claims (23)

  1. 내부에 주입액을 담기 위한 내부 수용 공간이 형성되고, 하부에 주입액 유출포트가 형성되는 컨테이너;
    상기 컨테이너의 상기 주입액 유출포트에 연장 결합되어 상기 주입액 유출포트를 통해 배출된 주입액을 여과하는 주입액 여과필터;
    상기 주입액 여과필터 하부에 연장 연결되어 여과 배출된 상기 주입액을 주입하기 위한 이동 유로를 제공하는 가이드 튜브; 및
    외부의 공기가 유출입되는 개방 정도를 조절 가능한 상태로 상기 컨테이너 상부에 형성된 제1 수위조절포트와 상기 주입액 여과필터 상부에 형성된 제2 수위조절포트를 서로 연통되게 연결하는 주입액 수위 조절관;을 포함하는 의료용 주입장치.
  2. 제1항에서,
    상기 주입액 수위 조절관은,
    분지되며 상기 제1 수위 조절 포트와 상기 제2 수위조절포트를 연결하는 분지 연결관;
    상기 분지 연결관에 연장 결합되며 슬릿 형태의 공기 입출공이 형성되는 슬릿 어댑터; 및
    상기 슬릿 어댑터에 결합되어 상기 공기 입출공의 개방 정도를 조절하는 공기 조절 마개;를 포함하는 의료용 주입장치.
  3. 제2항에서,
    상기 분지 연결관은,
    상기 제1 수위조절포트와 상기 슬릿 어댑터를 연결하는 연결관부로부터 상기 제2 수위조절포트를 연결하도록 제1 분지관부가 연장 형성되는 분지관; 및
    상기 분지관의 제1 분지관부와 상기 필터의 제2 수위조절포트를 연결하는 제1 연결 튜브;를 포함하는 의료용 주입장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 연결 튜브는 유연성 재질로 이루어지고,
    상기 연결 튜브 상에 구비되어 상기 연결 튜브를 가압하며 내부 유로의 단면적의 크기를 조절하는 제1 연결 튜브 클램프;를 더 포함하는 의료용 주입장치.
  5. 제2항에서,
    상기 슬릿 어댑터와 상기 분지 연결관 사이를 연결하는 공기 여과 필터;가 더 구비되고,

    상기 공기 여과 필터는,
    내부 여과 공간을 형성하는 필터 하우징; 및
    상기 필터 하우징 내에 설치되어 상기 공기 입출공을 통해 유입되는 공기를 여과시키는 공기 여과재;를 포함하는 의료용 주입장치.
  6. 제5항에서,
    상기 슬릿 어댑터는 상기 공기 여과 필터와 일체로 형성되는 의료용 주입장치.
  7. 제1항에서,
    상기 컨테이너 내부에 구비되어 상기 컨테이너에 진동이 발생되면 요동하여 내부의 주입액을 교반하는 교반수단;을 더 포함하는 의료용 주입장치.
  8. 제7항에서,
    상기 교반수단은,
    상기 컨테이너의 상측에 걸려 자유 운동 가능하게 고정되는 제1 교반체; 및
    상기 제1 교반체의 하단부에 자유 운동 가능하게 연결되는 제2 교반체;를 포함하고,

    상기 제1 교반체는 하부가 상부보다 더 무겁고, 상기 제2 교반체는 상부가 하부보다 더 무겁게 형성되는 의료용 주입장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 교반체와 상기 제2 교반체는 막대의 상단부와 하단부에 각각 나선형으로 굴곡지게 연결 고리들이 형성되고,
    상기 제2 교반체의 상부 연결 고리가 상기 제1 교반체의 하부 연결 고리에 걸어 연장 결합되며,
    상기 제1 교반체의 하부 고리는 상부고리보다 더 크고, 상기 제2 교반체의 상부고리는 하부고리보다 더 큰 것을 특징으로 하는 의료용 주입장치.
  10. 제7항에서,
    상기 컨테이너는 하부가 상기 주입액 유출포트를 향해 단면축소부를 이루도록 형성되고,
    상기 단면축소부 내에 수납되어 상기 컨테이너의 진동 여부에 따라 상기 주입액 유출포트를 개폐하는 진동감지마개;를 더 포함하는 의료용 주입장치.
  11. 제10항에서,
    상기 진동감지마개는 상기 교반수단 하부에 연결줄을 통해 연동 가능하게 연결되는 의료용 주입장치.
  12. 제10항에서,
    상기 진동감지마개는 하부의 무게는 상부의 무게보다 더 크고, 적어도 하부가 주입액 유출포트를 폐쇄하도록 곡면부로 이루어지는 의료용 주입장치.
  13. 제7항에서,
    상기 컨테이너와 주입액 여과필터 사이를 연결하며 길이 방향 중심부에 내부 유로 단면적이 확장된 팽창관; 및
    상기 팽창관 내부에 수납 설치되어 상기 컨테이너의 진동 여부에 따라 상기 주입액 여과필터에 연결되는 하부 주입액 유로를 개폐하는 진동감지마개;를 더 포함하는 의료용 주입장치.
  14. 제13항에서,
    상기 주입액 수위 조절관은,
    상기 팽창관 상부에 형성된 제3 수위조절포트를 더 연결하도록 형성되는 의료용 주입장치.
  15. 제14항에서,
    상기 주입액 수위 조절관은,
    하단부가 분지되며 상기 제1 수위 조절 포트, 상기 제2 수위조절포트 및 상기 제3 수위조절포트를 연결하는 분지 연결관;
    상기 분지 연결관의 상측 개방 상단부에 연장 결합되는 슬릿 어댑터; 및
    상기 슬릿 어댑터의 공기 유입 슬릿 형성 단부에 결합되어 상기 공기 유입 슬릿의 개방 정도를 조절하도록 체결되는 공기 조절 마개;를 포함하는 의료용 주입장치.
  16. 제15항에서,
    상기 분지 연결관은,
    상기 제1 수위조절포트와 상기 슬릿 어댑터를 연결하는 연결관부로부터 상기 제2 수위조절포트 및 상기 제 3 수위조절포트를 연결하도록 제2 분지관부가 형성되는 분지관;
    상기 제2 분지관부의 제1 분지단부와 상기 제2 수위조절포트를 연결하는 제1 연결 튜브; 및
    상기 제2 분지관부의 제2 분지단부와 상기 제3 수위조절포트를 연결하는 제2 연결 튜브;를 포함하는 의료용 주입장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 연결 튜브 및 상기 제2 연결 튜브는 유연성 재질로 이루어지고,
    상기 제1 연결 튜브 상에 각각 구비되어 상기 제1 연결 튜브의 내부 유로의 단면적을 조절하는 제1 연결 튜브 클램프; 및
    상기 제2 연결 튜브 상에 각각 구비되어 상기 제2 연결 튜브의 내부 유로의 단면적을 조절하는 제2 연결 튜브 클램프;를 더 포함하는 의료용 주입장치.
  18. 제13항에서,
    상기 진동감지마개는 상기 컨테이너 내부의 상기 교반수단 하부와 연결줄을 통해 연동 가능하게 연결되는 의료용 주입장치.
  19. 제13항에서,
    상기 진동감지마개는 하부의 무게는 상부의 무게보다 더 크고, 하부가 상기 팽창관의 하부 주입액 유로를 폐쇄할 수 있도록 곡면부로 이루어지는 의료용 주입장치.
  20. 제12항에서,
    상기 주입액 여과 필터와 상기 가이드 튜브 사이를 연결하며 탄성 재질의 주름 연결관이 더 구비되는 의료용 주입장치.
  21. 제20항에서,
    상기 컨테이너를 진동 가능하게 걸어 고정하는 거치대;를 더 포함하는 의료용 주입장치.
  22. 제21항에서,
    상기 거치대는,
    상기 주름 연결관 하부를 잡아 고정하기 위한 중간 고정바;를 더 포함하는 의료용 주입장치.
  23. 제22항에서,
    상기 중간 고정바는 일자형, 원형, 타원형 또는 다각형 형태로 이루어지는 의료용 주입장치.
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