KR101642143B1 - 복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치 - Google Patents

복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치에 관한 것으로, 하나의 챔버 하우징 내부에 다수개의 입자 노출 모듈을 적층하고, 각각의 입자 노출 모듈이 서로 독립적인 공간을 이루도록 함으로써, 각 입자 노출 모듈에 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급할 수 있고, 이에 따라 각 입자 노출 모듈에 투입된 시험 동물들을 서로 다른 농도의 나노 입자에 노출시킬 수 있어 하나의 챔버 하우징을 통해 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 수행할 수 있고, 전체적인 공간 효율이 향상될 뿐만 아니라 시험 비용 또한 절감할 수 있어 소규모 연구실 등에서도 나노 입자 흡입 독성 시험을 용이하게 수행할 수 있도록 하며, 다수개의 입자 노출 모듈을 사용자의 필요에 따라 선택적으로 서로 연통하거나 독립적인 공간으로 형성할 수 있도록 함으로써, 입자 노출 모듈의 배치 구조를 변경하지 않더라도 입자 노출 모듈의 공간을 가변적으로 적용할 수 있어 더욱 다양하고 정확한 나노 입자 흡입 독성 시험을 용이하게 수행할 수 있는 복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치를 제공한다.

Description

복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치{Chamber for Testing Inhalation Toxicity of Nano Paticles with Multiple Concentration}
본 발명은 복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 하나의 챔버 하우징 내부에 다수개의 입자 노출 모듈을 적층하고, 각각의 입자 노출 모듈이 서로 독립적인 공간을 이루도록 함으로써, 각 입자 노출 모듈에 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급할 수 있고, 이에 따라 각 입자 노출 모듈에 투입된 시험 동물들을 서로 다른 농도의 나노 입자에 노출시킬 수 있어 하나의 챔버 하우징을 통해 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 수행할 수 있고, 전체적인 공간 효율이 향상될 뿐만 아니라 시험 비용 또한 절감할 수 있어 소규모 연구실 등에서도 나노 입자 흡입 독성 시험을 용이하게 수행할 수 있도록 하며, 다수개의 입자 노출 모듈을 사용자의 필요에 따라 선택적으로 서로 연통하거나 독립적인 공간으로 형성할 수 있도록 함으로써, 입자 노출 모듈의 배치 구조를 변경하지 않더라도 입자 노출 모듈의 공간을 가변적으로 적용할 수 있어 더욱 다양하고 정확한 나노 입자 흡입 독성 시험을 용이하게 수행할 수 있는 복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치에 관한 것이다.
20세기가 마이크로로 대별되는 시대였다면 21세기는 나노 시대라 할 수 있는데, 나노기술은 그 응용분야에 따라 나노소재와 나노소자, 그리고 환경 및 생명공학 기반기술 등으로 크게 분류할 수 있다.
이러한 나노기술은 원자나 분자단위의 극미세 물질을 인위적으로 조작하여 새로운 성질과 기능을 갖는 물질이나 장치를 만드는 것으로, 이는 오늘날 정보기술(Information Technology : IT) 및 기타 생명공학기술(bio technology : BT)을 실현시키기 위한 하나의 최첨단 기술로 추앙받고 있는 실정이다.
하지만, 나노기술은 산업분야 전반에 걸쳐 새로운 기술혁명이라 인식될 정도로 많은 이로움과 유익함을 제공하는 것이기는 하나, 그 반면에 잠재적 위험성을 지니고 있는 것 또한 주지의 사실인 바, 이러한 잠재적 위험성은 바로 나노기술의 특성에 기인한다고 볼 수 있다.
즉, 작은 입자일수록 비표면적비는 넓어지고, 이와 같이 비표면적비가 넓어진 작은 입자는 생체조직과 반응시 독성이 증가하게 되는데, 그 일 예로서 이산화티타늄, 탄소분말, 디젤입자 등과 같은 몇 가지 나노입자는 크기가 줄어들수록 염증을 유발하는 등 독성이 강해진다는 것이 그동안의 학문적 실험을 통해 이미 밝혀진 사실이다. 또한, 초미세 나노입자는 기도나 점막에 걸러지지 않고 폐포 깊숙이 박히거나 뇌로 이동할 수도 있고, 더욱이 최근 여러 연구에 의하면 나노입자가 체내에 축적될 경우 질병이나 중추신경 장애를 일으킨다는 이론들이 보고되고 있다.
따라서, 최근에는 나노 기술의 발전과 함께 나노 기술에 대한 안정성 평가 또한 활발히 진행되고 있는데, 대표적으로 나노 입자가 인체에 흡입 축적되는 경우에 발생하는 독성에 대해 평가하는 나노 입자 흡입 독성 시험이 다양한 시험 동물들을 상대로 연구되고 있다. 이러한 나노 입자 흡입 독성 시험을 통해 얻어진 인체 유해성 자료들은 나노 섬유, 화장품, 반도체, 약물 전달체 등 산업 전반에 걸쳐 나노 입자에 대한 다양한 기초 자료로 활용되고 있다.
최근에는 이러한 나노 기술에 대한 중요성이 부각됨에 따라 나노 입자의 흡입 독성에 대한 시험 뿐만 아니라 나노 입자의 인체에 대한 효능, 안전성, 환경 영향 평가 등 다양한 형태의 시험이 수행되고 있는데, 이러한 다양한 형태의 시험들은 모두 나노 입자의 인체에 대한 영향을 평가한다는 점에서 흡입 독성 시험과 대부분 동일한 방식으로 진행되므로, 이하에서는 이와 같은 나노 입자에 대한 다양한 시험을 흡입 독성 시험이라고 통칭하여 기술한다.
또한, 나노 입자는 에어로졸 상태로 존재하며, 나노 입자에 대한 시험은 에어로졸 상태로 존재하는 서브마이크론 대의 입경을 갖는 입자에 대해서도 동일하게 적용될 수 있으므로, 이하에서 나노 입자는 특별한 설명이 없는 한 서브마이크론 입자를 포함하는 개념으로 사용한다.
이러한 나노 입자에 대한 흡입 독성 시험은 일반적으로 나노 입자를 에어로졸 상태로 발생시켜 일정 크기의 노출 챔버에 공급하고, 이러한 노출 챔버에 시험 동물을 투입시켜 나노 입자에 노출시킨 후 시험 동물의 다양한 변화 상태를 측정하는 방식으로 진행되고 있다. 좀더 구체적으로는, 하나의 챔버 하우징 내부에 수직 타워형 중공 파이프가 장착되고, 내부에 시험 동물이 투입되는 다수개의 시험동물 구속장치가 중공 파이프에 연통 결합되는 형태로 구성되고, 수직 타워형 중공 파이프에 별도의 입자 공급 장치가 연결되어 입자 공급 장치로부터 발생된 나노 입자가 중공 파이프를 통해 각각의 시험동물 구속장치에 투입된 시험 동물에 공급되도록 구성된다.
나노 입자의 영향에 대한 좀 더 다양하고 정확한 시험 결과를 얻기 위해서는 시험 동물이 투입된 시험동물 구속장치에 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급해야 하는데, 이를 위해 전술한 바와 같은 챔버 하우징을 다수개 구비하고, 각 챔버 하우징의 내부에 배치된 중공 파이프 및 시험동물 구속장치에 각각 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급하는 방식이 일반적으로 사용되고 있다.
이와 같은 방식의 나노 입자 흡입 독성 시험 장치는 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급하기 위해 다수개의 챔버 하우징을 구비해야 하고 공기 순환 시설 등을 갖춰야 하는 등 그 규모가 크고 설치 및 운영 비용이 매우 고가이므로, 전문적인 연구 기관 및 시험대행기관에서만 그 시험이 수행되고 있을 뿐 대학의 실험실 등 소규모 연구실에서는 이러한 시험이 널리 수행되지 못한다는 문제가 있었다. 특히, 상대적으로 단순한 방식의 소규모 흡입 독성 시험을 하고자 하는 경우에도 상당한 규모의 챔버 하우징을 다수개 구비해야 하므로, 공간 효율이 저하되는 것 뿐만 아니라 시험 비용이 증가하는 등의 문제가 있었으며, 노출 챔버의 크기 및 배치 구조 등이 고정되어 있으므로, 사용자의 필요에 따라 좀 더 다양한 방식의 시험을 수행하는데 어려움이 있었다.
국내등록특허 제10-0784763호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 챔버 하우징 내부에 다수개의 입자 노출 모듈을 적층하고, 각각의 입자 노출 모듈이 서로 독립적인 공간을 이루도록 함으로써, 각 입자 노출 모듈에 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급할 수 있고, 이에 따라 각 입자 노출 모듈에 투입된 시험 동물들을 서로 다른 농도의 나노 입자에 노출시킬 수 있어 하나의 챔버 하우징을 통해 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 수행할 수 있고, 전체적인 공간 효율이 향상될 뿐만 아니라 시험 비용 또한 절감할 수 있어 소규모 연구실 등에서도 나노 입자 흡입 독성 시험을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수개의 입자 노출 모듈을 사용자의 필요에 따라 선택적으로 서로 연통하거나 독립적인 공간으로 형성할 수 있도록 함으로써, 입자 노출 모듈의 배치 구조를 변경하지 않더라도 입자 노출 모듈의 공간을 가변적으로 적용할 수 있어 더욱 다양하고 정확한 나노 입자 흡입 독성 시험을 용이하게 수행할 수 있는 복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 챔버 하우징; 및 상기 챔버 하우징 내부에 배치되고, 나노 입자가 공급되도록 별도의 입자 공급 장치와 연결되며, 각각의 내부 공간에는 나노 입자에 노출되도록 시험 동물이 투입되는 입자 노출 모듈을 포함하고, 상기 입자 노출 모듈은 상호 적층될 수 있도록 다수개 구비되고, 각각의 입자 노출 모듈은 상기 입자 공급 장치를 통해 공급된 나노 입자의 공급 농도가 각각 서로 다르게 형성될 수 있도록 독립적으로 형성되어 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 동시에 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치를 제공한다.
이때, 상기 입자 노출 모듈은 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 중공 파이프 형태로 일측에는 상기 입자 공급 장치로부터 나노 입자를 공급받을 수 있도록 입자 공급 포트가 형성되고, 타측에는 나노 입자가 외부로 유동할 수 있도록 입자 유동 포트가 형성되는 내부 케이스; 상단 및 하단이 개방된 중공 파이프 형태로 상기 내부 케이스의 외부 공간을 감싸도록 형성되며, 상기 입자 유동 포트와 대응되는 위치에 연결 포트가 형성되는 외부 케이스; 및 내부 공간에 시험 동물이 투입되며, 상기 입자 유동 포트를 통해 외부로 유동하는 나노 입자가 상기 연결 포트를 통해 내부 공간으로 유입될 수 있도록 상기 연결 포트에 삽입 결합되는 시험동물 구속장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 내부 케이스 및 외부 케이스는 끼워맞춤 방식으로 상하 적층 가능하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 입자 노출 모듈이 상하 적층된 상태에서 최상층의 입자 노출 모듈은 별도의 케이스 커버를 통해 상기 내부 케이스 및 외부 케이스의 상단이 폐쇄될 수 있다.
또한, 상기 내부 케이스에는 상기 입자 노출 모듈이 상하 적층된 상태에서 상기 내부 케이스의 내부 공간이 상호 연통될 수 있도록 하단부에 연통홀이 형성되고, 상기 연통홀을 개폐할 수 있도록 연통홀 개폐 도어가 장착될 수 있다.
또한, 상기 내부 케이스에 형성된 입자 공급 포트에는 상기 입자 공급 포트를 개폐할 수 있도록 개폐 밸브가 장착될 수 있다.
본 발명에 의하면, 하나의 챔버 하우징 내부에 다수개의 입자 노출 모듈을 적층하고, 각각의 입자 노출 모듈이 서로 독립적인 공간을 이루도록 함으로써, 각 입자 노출 모듈에 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급할 수 있고, 이에 따라 각 입자 노출 모듈에 투입된 시험 동물들을 서로 다른 농도의 나노 입자에 노출시킬 수 있어 하나의 챔버 하우징을 통해 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 수행할 수 있고, 전체적인 공간 효율이 향상될 뿐만 아니라 시험 비용 또한 절감할 수 있어 소규모 연구실 등에서도 나노 입자 흡입 독성 시험을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 다수개의 입자 노출 모듈을 사용자의 필요에 따라 선택적으로 서로 연통하거나 독립적인 공간으로 형성할 수 있도록 함으로써, 입자 노출 모듈의 배치 구조를 변경하지 않더라도 입자 노출 모듈의 공간을 가변적으로 적용할 수 있어 더욱 다양하고 정확한 나노 입자 흡입 독성 시험을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치의 구성을 개략적으로 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 노출 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 노출 모듈의 또 다른 구성을 개략적으로 도시한 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 입자 노출 모듈이 적용된 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치의 사용 태양을 예시적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 노출 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치는 챔버 하우징(100)과, 챔버 하우징(100)의 내부 공간에 배치되는 다수개의 입자 노출 모듈(200)을 포함하여 구성된다.
챔버 하우징(100)은 입자 노출 모듈(200)의 외부를 감싸는 형태로 형성되며, 내부 공간(101)은 별도의 흡입 펌프(102)에 연결되어 음압이 형성되도록 구성될 수 있다.
입자 노출 모듈(200)은 내부 공간에 노출 챔버(C)가 형성되며, 노출 챔버(C)에 나노 입자가 공급되도록 별도의 입자 공급 장치(300)와 연결된다. 각각의 노출 챔버(C)에는 공급된 나노 입자에 노출되도록 시험 동물(T)이 투입된다. 입자 노출 모듈(200)은 내부 케이스(210), 외부 케이스(220) 및 시험동물 구속장치(230)를 포함하여 구성될 수 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
이러한 입자 노출 모듈(200)은 챔버 하우징(100) 내부에서 상호 적층될 수 있도록 다수개 구비되고, 각각의 입자 노출 모듈(200)은 입자 공급 장치(300)를 통해 공급된 나노 입자의 공급 농도가 각각 서로 다르게 형성될 수 있도록 독립적으로 형성된다.
즉, 각각의 입자 노출 모듈(200)에는 입자 공급 장치(300)로부터 각각 서로 다른 농도의 나노 입자가 공급되는 경우, 각각의 입자 노출 모듈(200)은 서로 독립적으로 형성되어 상호 간에 나노 입자의 혼합이 발생하지 않고, 이에 따라 각각 서로 다른 나노 입자 농도를 유지하게 된다.
이러한 구조에 따라 하나의 챔버 하우징(100) 내부에 배치된 다수개의 입자 노출 모듈(200)에 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급함으로써, 하나의 챔버 하우징(100) 만으로도 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 다수개의 챔버 하우징(100)을 구비할 필요가 없어 장치를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 공간 효율을 향상시킬 수 있고, 시험 비용을 절감할 수 있다.
좀 더 자세히 살펴보면, 입자 노출 모듈(200)은 내부 케이스(210)와, 외부 케이스(220)와, 시험동물 구속장치(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
내부 케이스(210)는 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 중공 파이프 형태로 일측에는 입자 공급 장치(300)로부터 나노 입자를 공급받을 수 있도록 입자 공급 포트(212)가 형성되고, 타측에는 나노 입자가 외부로 유동할 수 있도록 입자 유동 포트(211)가 형성된다. 입자 공급 포트(212)는 도 2에 도시된 바와 같이 내부 케이스(210)의 일측에 1개 형성될 수 있으며, 입자 유동 포트(211)는 내부 케이스(210)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 형성될 수 있다.
외부 케이스(220)는 상단 및 하단이 개방된 중공 파이프 형태로 내부 케이스(210)의 외부 공간을 감싸도록 형성되며, 내부 케이스(210)의 입자 유동 포트(211)와 대응되는 위치에 연결 포트(221)가 형성된다. 즉, 입자 유동 포트(211)가 내부 케이스(210)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 다수개 형성되는 경우, 연결 포트(221) 또한 이에 대응하여 외부 케이스(220)의 원주 방향을 따라 다수개 형성되며, 각각의 연결 포트(221)는 입자 유동 포트(211)와 대응되는 위치에 각각 형성된다.
내부 케이스(210) 및 외부 케이스(220)는 끼워맞춤 방식으로 상하 적층 가능하게 형성되는데, 이를 위해 각각 상단부에는 단턱부(S1)가 형성되고 하단부에는 단턱부(S1)에 끼워맞춤 삽입되도록 돌출부(S2)가 형성될 수 있다.
시험동물 구속장치(230)는 내부 공간에 시험 동물(T)이 투입되도록 형성되며, 입자 유동 포트(211)를 통해 외부로 유동하는 나노 입자가 연결 포트(221)를 통해 내부 공간으로 유입될 수 있도록 연결 포트(221)에 각각 삽입 결합된다.
이러한 입자 노출 모듈(200)은 내부 케이스(210) 및 외부 케이스(220)의 상하 적층 방식으로 챔버 하우징(100) 내부에 다수개 적층되는데, 이때, 최상층의 입자 노출 모듈(200)은 별도의 케이스 커버(250)를 통해 내부 케이스(210) 및 외부 케이스(220)의 상단이 폐쇄되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 입자 노출 모듈(200)이 상하 적층되면, 도 1에 도시된 바와 같이 내부 케이스(210)의 내부 공간은 각각 인접한 입자 노출 모듈(200)과는 독립적인 공간으로 형성되며, 이는 입자 유동 포트(211) 및 연결 포트(221)를 통해 시험동물 구속장치(230)와 연통된다. 즉, 내부 케이스(210) 내부 공간은 입자 공급 장치(300)로부터 나노 입자가 공급되는 공간으로 여기로부터 입자 유동 포트(211) 및 연결 포트(221)를 통해 시험동물 구속장치(230)로 나노 입자가 공급된다. 따라서, 내부 케이스(210) 내부 공간과 시험동물 구속장치(230)는 시험 동물(T)에 대해 나노 입자를 노출시키는 하나의 노출 챔버(C)를 이루게 된다.
이때, 다수개의 입자 노출 모듈(200)은 각각 내부 케이스(210)의 내부 공간이 서로 독립적인 공간을 이루게 되므로, 각각의 노출 챔버(C)가 서로 연통되지 않은 독립적인 공간을 이루게 되고, 이에 따라 각각 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급할 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 입자 노출 모듈(200)이 4개 적층된 경우, 최상단으로부터 순차적으로 C1, C2, C3, C4의 노출 챔버가 형성되고, 각각의 노출 챔버(C)에는 각각 별도의 입자 공급 장치(300: 310,320,330,340)로부터 서로 다른 농도의 나노 입자가 각각 공급될 수 있다. 내부 케이스(210)의 내부 공간으로 공급된 나노 입자는 각각 해당 입자 유동 포트(211) 및 연결 포트(221)를 통해 각각의 시험동물 구속장치(230)로 공급되며, 각 시험동물 구속장치(230) 내부에 투입된 시험 동물(T)에 노출된다.
따라서, 각 입자 노출 모듈(200)의 시험동물 구속장치(230)에 투입된 시험 동물(T)에 대해 각 입자 노출 모듈(200) 마다 서로 다른 농도의 나노 입자가 노출되므로, 하나의 챔버 하우징(100)을 통해 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 수행할 수 있다.
나노 입자의 흐름을 좀더 자세히 살펴보면, 나노 입자는 각각 별도의 입자 공급 장치(300: 310,320,330,340)로부터 서로 다른 농도로 각 입자 노출 모듈(200)의 내부 케이스(210)로 공급된다. 이때, 입자 공급 포트(212)를 통해 나노 입자가 내부 케이스(210)로 공급된다. 내부 케이스(210)로 공급된 나노 입자는 입자 유동 포트(211) 및 연결 포트(221)를 통해 시험동물 구속장치(230) 내부로 유입되어 시험 동물(T)에 노출된다.
시험동물 구속장치(230) 내부에 투입된 시험 동물(T)은 호흡을 통해 나노 입자를 흡입하게 되는데, 이때, 정확한 시험 결과를 위해 시험 동물(T)의 날숨은 시험동물 구속장치(230)로부터 외부로 배출되는 것이 바람직하다. 따라서, 외부 케이스(220)의 연결 포트(221)에 결합된 시험동물 구속장치(230)는 내부 케이스(210)의 입자 유동 포트(211)와 일정 간격 이격되게 위치하며, 이러한 이격 간격을 통해 시험 동물(T)의 날숨이 시험동물 구속장치(230)로부터 배출되도록 구성되는 것이 바람직하다.
시험 동물(T)의 날숨은 도 1에 점선 화살표로 도시된 바와 같이 연결 포트(221)를 통해 외부 케이스(220) 내부 공간으로 배출되는데, 외부 케이스(220)는 상하단 개방된 형태로 형성되므로, 다수개 적층된 경우 독립적인 공간을 이루지 않고 모두 연통되도록 구성된다. 따라서, 각 입자 노출 모듈(200)의 시험동물 구속장치(230)로부터 배출되는 시험 동물(T)의 날숨은 각각 외부 케이스(220)의 내부 공간으로 배출된 이후, 챔버 하우징(100)의 내부 공간으로 배출된다. 이때, 챔버 하우징(100)에는 다수개의 입자 노출 모듈(200)을 지지함과 동시에 시험 동물(T)의 날숨이 외부 케이스(220)로부터 원활하게 배출되도록 별도의 가이드 포트(240)가 장착되며, 이러한 가이드 포트(240)는 최하층의 입자 노출 모듈(200)에 결합될 수 있다. 또한, 챔버 하우징(100)의 내부 공간은 전술한 바와 같이 별도의 흡입 펌프(102)에 의해 음압이 형성되므로, 시험 동물(T)의 날숨은 입자 노출 모듈(200)로부터 가이드 포트(240)를 통해 더욱 원활하게 챔버 하우징(100) 내부 공간으로 배출될 수 있다.
이와 같은 구성에 따라 각 입자 노출 모듈(200)은 시험 동물(T)이 투입되는 노출 챔버(C)가 각각 독립적으로 형성되어 서로 다른 농도의 나노 입자를 공급할 수 있고, 이에 따라 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 수행할 수 있고, 이와 더불어 시험 동물(T)의 날숨은 각 입자 노출 모듈(200)의 연통된 공간을 통해 모두 챔버 하우징(100) 내부 공간으로 배출되므로, 더욱 정확한 나노 입자 흡입 독성 시험을 할 수 있다.
특히, 도 1에 도시된 바와 같이 4층의 입자 노출 모듈(200)이 형성된 경우, 최상층의 입자 노출 모듈(200)의 노출 챔버(C1)에는 비교 대상 표준이 되는 표준 농도의 나노 입자가 공급되고, 순차적으로 그 하층에 위치한 입자 노출 모듈(200)의 노출 챔버(C2,C3,C4)에는 각각 저농도, 중농도 및 고농도의 나노 입자가 공급되는 방식으로 구성될 수 있으며, 이러한 구성을 통해 나노 입자의 농도 차이에 따라 시험 동물(T)에 대한 영향을 더욱 다양한 관점에서 시험할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 노출 모듈의 또 다른 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 입자 노출 모듈이 적용된 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치의 사용 태양을 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 입자 노출 모듈(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 내부 케이스(210)의 하단부에 연통홀(213)이 형성되고, 연통홀(213)을 개폐할 수 있는 연통홀 개폐 도어(214)가 장착될 수 있다.
또한, 내부 케이스(210)에 형성된 입자 공급 포트(212)에는 입자 공급 포트(212)를 개폐할 수 있도록 별도의 개폐 밸브(215)가 장착될 수 있다.
이러한 구조에 따라 다수개의 입자 노출 모듈(200)이 상하 적층된 상태에서 각각의 내부 케이스(210)에 형성된 노출 챔버(C)를 서로 연통시키거나 독립적인 공간으로 형성할 수 있으며, 입자 공급 포트(212)에 장착된 개폐 밸브(215)를 조작함으로써, 서로 연통된 노출 챔버(C)에는 어느 하나의 내부 케이스(210)에 형성된 입자 공급 포트(212)에만 나노 입자를 공급하는 방식으로 서로 연통된 전체 노출 챔버(C)에 동일한 농도의 나노 입자를 공급할 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 입자 노출 모듈(200)을 5층으로 적층할 수 있고, 이때, 예를 들어, 최하층과 그 상층에 위치한 입자 노출 모듈(200)의 노출 챔버(C4,C5)를 연통홀 개폐 도어(214)를 개방하여 상호 연통시킬 수 있다. 이 경우, 도 4에서 설명한 구조와 마찬가지로, 최상층의 입자 노출 모듈(200)의 노출 챔버(C1)에는 비교 대상 표준이 되는 표준 농도의 나노 입자를 공급하고, 순차적으로 그 하층에 위치한 입자 노출 모듈(200)의 노출 챔버(C2,C3)에는 각각 저농도 및 중농도의 나노 입자를 공급할 수 있으며, 최하층과 그 상층에 위치한 입자 노출 모듈(200)의 노출 챔버(C4,C5)에는 고농도의 나노 입자를 공급할 수 있다. 이때, 최하층의 입자 노출 모듈(200)의 입자 공급 포트(212)에 장착된 개폐 밸브(215)는 폐쇄 작동시키고, 그 상층에 위치한 입자 노출 모듈(200)의 입자 공급 포트(212)에 장착된 개폐 밸브(215)만 개방 작동시켜 이를 통해 2개의 노출 챔버(C4,C5)에 동시에 나노 입자를 공급할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시에에 따른 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치는 다수개의 입자 노출 모듈(200)에 대한 각각의 연통홀 개폐 도어(214) 및 개폐 밸브(215)를 선택적으로 개폐 작동시킴으로써, 특정 입자 노출 모듈(200)을 서로 연통시키거나 독립적인 공간으로 형성할 수 있고, 상호 연통된 입자 노출 모듈(200)에는 동일한 농도의 나노 입자를 공급할 수 있다.
따라서, 사용자의 필요에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 고농도의 나노 입자에 대한 흡입 독성 시험 결과가 더욱 많은 개체군에서 필요한 경우, 노출 챔버 C4와 C5를 상호 연통시킴으로써, 더욱 많은 시험동물 구속장치(230)를 연결시킬 수 있고, 이에 따라 더욱 다양하고 정확한 시험 결과를 얻을 수 있다.
도 5는 예시적인 것으로, 이와 달리 입자 노출 모듈(200)의 적층 높이를 다양하게 변경할 수 있고, 각 입자 노출 모듈(200)에 대한 연통홀 개폐 도어(214) 및 개폐 밸브(215)의 개폐 작동 여부를 다양하게 변경 조합함으로써, 사용자의 필요에 따라 다양한 방식의 복수 농도 나노 입자 흡입 독성 시험을 수행할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 챔버 하우징 102: 흡입 펌프
200: 입자 노출 모듈 210: 내부 케이스
211: 입자 유동 포트 212: 입자 공급 포트
213: 연통홀 214: 연통홀 개폐 도어
215: 개폐 밸브 220: 외부 케이스
221: 연결 포트 230: 시험동물 구속장치
300: 입자 공급 장치

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 챔버 하우징; 및
    상기 챔버 하우징 내부에 배치되고, 나노 입자가 공급되도록 별도의 입자 공급 장치와 연결되며, 각각의 내부 공간에는 나노 입자에 노출되도록 시험 동물이 투입되는 입자 노출 모듈
    을 포함하고, 상기 입자 노출 모듈은 상호 적층될 수 있도록 다수개 구비되고, 각각의 입자 노출 모듈은 상기 입자 공급 장치를 통해 공급된 나노 입자의 공급 농도가 각각 서로 다르게 형성될 수 있도록 독립적으로 형성되어 복수 농도의 나노 입자 흡입 독성 시험을 동시에 가능하게 하고,
    상기 입자 노출 모듈은
    상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 중공 파이프 형태로 일측에는 상기 입자 공급 장치로부터 나노 입자를 공급받을 수 있도록 입자 공급 포트가 형성되고, 타측에는 나노 입자가 외부로 유동할 수 있도록 입자 유동 포트가 형성되는 내부 케이스;
    상단 및 하단이 개방된 중공 파이프 형태로 상기 내부 케이스의 외부 공간을 감싸도록 형성되며, 상기 입자 유동 포트와 대응되는 위치에 연결 포트가 형성되는 외부 케이스; 및
    내부 공간에 시험 동물이 투입되며, 상기 입자 유동 포트를 통해 외부로 유동하는 나노 입자가 상기 연결 포트를 통해 내부 공간으로 유입될 수 있도록 상기 연결 포트에 삽입 결합되는 시험동물 구속장치
    를 포함하고,
    상기 내부 케이스에는 상기 입자 노출 모듈이 상하 적층된 상태에서 상기 내부 케이스의 내부 공간이 상호 연통될 수 있도록 하단부에 연통홀이 형성되고, 상기 연통홀을 개폐할 수 있도록 연통홀 개폐 도어가 장착되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 내부 케이스 및 외부 케이스는 끼워맞춤 방식으로 상하 적층 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 입자 노출 모듈이 상하 적층된 상태에서 최상층의 입자 노출 모듈은 별도의 케이스 커버를 통해 상기 내부 케이스 및 외부 케이스의 상단이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치.
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 내부 케이스에 형성된 입자 공급 포트에는 상기 입자 공급 포트를 개폐할 수 있도록 개폐 밸브가 장착되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 흡입 독성 시험 챔버 장치.

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