KR102025496B1 - 원심분리용 피스톤 및 이를 포함하는 원심분리 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 원심분리용 피스톤은 피스톤의 전방으로부터 피스톤의 후방으로 이어지며 피스톤의 전방에 있는 물질들이 피스톤의 후방으로 이동 가능한 통로가 규정된 피스톤 바디 및 상기 통로 상에 배치되며 상기 통로를 선택적으로 개방 또는 차단하도록 구성된 밸브를 포함하고, 피스톤에 원심력이 작용하는 원심분리 동안 상기 밸브가 상기 통로를 차단한 상태에서 상기 피스톤의 전방에 있는 물질들이 원심분리되고, 피스톤에 원심력이 작용하지 않는 동안 피스톤에 외력이 가해지면 상기 밸브가 상기 피스톤 바디에 대해 상대적으로 자유롭게 이동하며 상기 밸브가 상기 통로를 개방함에 따라 상기 피스톤의 전방에 있는 물질들 중 적어도 일부가 상기 피스톤의 후방으로 이동할 수 있다.

Description

원심분리용 피스톤 및 이를 포함하는 원심분리 장치{PISTON FOR CENTRIFUGATION AND APPARATUS COMPRISING THE SAME}
이하, 실시예들은 원심분리용 피스톤 및 이를 포함하는 원심분리 장치에 관한 것이다.
흡인 또는 절개(incision) 등의 방식으로 사람, 동물 등의 대상체로부터 얻은 지방조직은 많은 양의 오일과 불순물의 혼합물을 포함하고 있으므로 순수한 지방을 얻기 위해 지방조직에 대한 원심분리가 이루어지고 있다. 예를 들어, 한국 공개특허공보 제10-2015-0120797호는 피스톤을 개시하고 있다. 여기에 개시된 피스톤의 구조에 의하면, 2개의 몸체들이 서로 상대 회전함으로써 선택적으로 유로가 개방 또는 폐쇄되고, 이에 따라 유로를 통한 물질의 통과 여부가 결정된다.
일 실시예에 따른 목적은 원심력의 작용 유무에 따라 물질이 지나가는 통로를 차단 또는 개방하는 원심분리용 피스톤 및 이를 포함하는 원심분리 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 원심분리용 피스톤은 피스톤의 전방으로부터 피스톤의 후방으로 이어지며 피스톤의 전방에 있는 물질들이 피스톤의 후방으로 이동 가능한 통로가 규정된 피스톤 바디; 및 상기 통로 상에 배치되며 상기 통로를 선택적으로 개방 또는 차단하도록 구성된 밸브를 포함하고, 피스톤에 원심력이 작용하는 원심분리 동안 상기 밸브가 상기 통로를 차단한 상태에서 상기 피스톤의 전방에 있는 물질들이 원심분리되고, 피스톤에 원심력이 작용하지 않는 동안 피스톤에 외력이 가해지면 상기 밸브가 상기 피스톤 바디에 대해 상대적으로 자유롭게 이동하며 상기 밸브가 상기 통로를 개방함에 따라 상기 피스톤의 전방에 있는 물질들 중 적어도 일부가 상기 피스톤의 후방으로 이동할 수 있다.
상기 원심력의 회전 중심은 상기 피스톤 바디의 후방에 위치하고, 상기 피스톤 바디가 피스톤이 수용되는 용기의 내부에 위치하고, 상기 피스톤 바디는 외력에 따라 상기 용기의 내부를 따라 이동하며 상기 피스톤의 전방에 있는 물질들에 압력을 가할 수 있다.
상기 피스톤 바디는 상기 밸브를 수용하며 상기 통로의 일부를 형성하는 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 상기 밸브의 적어도 일부에 대응하는 형상을 가지는 내부 표면을 구비하고, 상기 밸브가 상기 내부 표면에 접촉할 때 상기 통로가 차단될 수 있다.
상기 통로는 상기 피스톤 바디의 일 측으로부터 상기 피스톤 바디의 중심으로 이어지는 제1경로; 및 상기 피스톤 바디의 중심으로부터 상기 피스톤 바디의 후방으로 이어지는 제2경로를 포함하고, 상기 제2경로는 상기 밸브가 상기 내부 표면으로부터 분리될 때 상기 밸브와 상기 내부 표면 사이에 형성되는 간극(clearance)을 포함할 수 있다.
상기 내부 표면을 구비하는 상기 수용부의 일부는 상기 피스톤 바디의 길이 방향을 따라 피스톤의 전방을 향해 폭이 좁아질 수 있다.
일 실시예에 따른 원심분리 장치는 피스톤의 전방으로부터 피스톤의 후방으로 이어지는 통로가 내부에 규정된 피스톤 바디와, 상기 통로 상에 배치되는 밸브와, 상기 통로 상에 있으며 상기 피스톤 바디와 상기 밸브 사이에 설치된 밀봉 부재를 포함하는 피스톤; 및 상기 통로를 차단하도록 상기 밸브를 상기 피스톤 바디에 고정하며 상기 피스톤 바디 및 상기 밸브와 결합하는 푸시 로드를 포함하고, 상기 푸시 로드가 상기 피스톤 바디 및 상기 밸브와 결합할 때, 상기 푸시 로드는 상기 밀봉 부재에 접촉하며 상기 밀봉 부재와 함께 상기 통로의 소통을 차단할 수 있다.
상기 푸시 로드의 일부는 상기 피스톤 바디와 상기 밸브 사이의 공간을 채우도록 상기 피스톤 바디의 내부에 배치되어 상기 밀봉 부재와 함께 상기 통로의 밀봉을 형성할 수 있다.
상기 푸시 로드가 상기 피스톤 바디 및 상기 밸브와 결합하기 전, 상기 밀봉 부재는 상기 피스톤 바디로부터 상기 밸브의 이탈을 방지하고, 상기 푸시 로드가 상기 피스톤 바디 및 상기 밸브와 결합한 후 상기 밸브와 함께 피스톤 바디로부터 분리되기 전에, 상기 밀봉 부재는 탄성적으로 변형될 수 있다.
상기 피스톤은 상기 밀봉 부재의 일부가 상기 피스톤 바디에 임베드(embed)되는 그루브를 더 포함할 수 있다.
상기 밸브는 상기 피스톤 바디의 전방의 내부 표면에 대응하는 형상을 구비하는 밸브 전방부; 상기 피스톤 바디의 후방의 내부 표면에 대응하는 형상을 구비하는 밸브 후방부; 및 상기 밸브 전방부와 상기 밸브 후방부 사이에 형성되고 상기 피스톤 바디의 후방의 내부 표면을 향해 돌출하는 돌출 요소를 포함하고, 상기 피스톤 바디의 후방의 내부 표면과 상기 돌출 요소 사이의 거리는 상기 피스톤 바디의 후방의 내부 표면으로부터 상기 밸브 후방부를 향하는 상기 밀봉 부재의 일부의 길이보다 작을 수 있다.
일 실시예에 따른 원심분리용 피스톤을 이용하여 생체물질들을 분리하는 원심분리 방법에 있어서, 상기 피스톤은 피스톤의 전방으로부터 피스톤의 후방으로 이어지며 생체물질들이 이동 가능한 통로가 규정된 피스톤 바디와, 상기 통로 상에 배치되며 상기 통로를 개방 또는 차단하도록 구성된 밸브를 포함하고, 상기 피스톤 및 생체물질들을 수용하는 용기를 기준으로, 상기 피스톤 바디의 전방에는 생체물질들이 위치하고, 상기 피스톤 바디의 후방에는 원심력의 회전 중심이 위치하고, 상기 원심분리 방법은 상기 피스톤에 원심력이 가해지는 동안 상기 밸브가 상기 통로를 차단한 상태에서 상기 회전 중심을 기준으로 상기 피스톤 바디의 전방의 생체물질들이 상기 피스톤 바디의 전방으로부터 멀어지는 방향으로 층 분리되는 단계; 상기 피스톤에 가해지는 원심력이 해제되고 상기 피스톤 바디에 푸시 로드를 연결하여 상기 피스톤 바디의 전방을 향하는 방향으로 상기 피스톤 바디를 푸쉬함으로써 생체물질들에 압력을 가해 생체물질들 중 상기 피스톤 바디로부터 가장 멀리 있는 생체물질이 상기 용기로부터 제거되는 단계; 상기 피스톤 바디에 상기 푸시 로드의 연결을 해제한 상태에서 상기 푸시 로드로 상기 피스톤을 푸시하여 상기 피스톤 전방의 생체물질들에 압력을 가해 상기 밸브가 상기 통로를 개방한 상태에서 생체물질들 중 상기 피스톤 바디에 가장 인접한 생체물질이 상기 통로를 통해 상기 피스톤 바디의 후방으로 이동하는 단계; 및 남아있는 적어도 일 종류 이상의 생체물질을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 원심분리용 피스톤 및 이를 포함하는 원심분리 장치는 원심력이 작용하는 동안 피스톤 전방으로부터 피스톤 후방으로 물질들의 유동을 차단하고, 원심력이 작용하지 않는 동안 피스톤 전방에 있는 물질들 중 특정 물질을 피스톤 후방으로 유동하게 함으로써 원하는 물질을 얻을 수 있다.
일 실시예에 따른 원심분리용 피스톤 및 이를 포함하는 원심분리 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 원심분리 장치의 원심분리를 수행하는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 원심분리 장치의 원심분리 후 피스톤 전방으로부터 원위의 생체물질을 제거하는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 원심분리 장치의 원심분리 후 피스톤의 전방으로부터 근위의 생체물질을 제거하는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 피스톤을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 피스톤을 개략적으로 나타낸 분해 측면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 피스톤의 통로가 차단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7을 일 실시예에 따른 피스톤의 통로가 개방된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 피스톤과 푸시 로드가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본원에서 사용하는 용어 "대상체"는 사람, 동물 등 생물체를 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.
본원에서 사용하는 용어 "생체조직"은 대상체로부터 얻은 조직을 말한다. 예를 들어, 생체조직은 지방조직을 포함할 수 있다. 생체조직은 대상체로부터 흡인 또는 절개와 같은 방식으로 획득될 수 있다.
본원에서 사용하는 용어 "피스톤 전방"은 피스톤을 통과하는 생체물질의 유동 스트림을 기준으로 상류 측을 의미하고, 용어 "피스톤 후방"은 피스톤을 통과하는 생체물질의 유동 스트림을 기준으로 하류 측을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 원심분리 장치의 원심분리를 수행하는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 원심분리 장치의 원심분리 후 피스톤 전방으로부터 원위의 생체물질을 제거하는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 원심분리 장치의 원심분리 후 피스톤의 전방으로부터 근위의 생체물질을 제거하는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 원심분리 장치(1)는 생체조직을 구성하는 생체물질들(BL, FL, OL)을 원심분리 한 후, 일부 생체물질들(BL, OL)을 소정의 방법에 의해 제거하고 원하는 생체물질(FL)을 획득하도록 구성된다. 이하, 원심분리 장치(1)가 생체조직 중 하나인 지방조직을 원심분리하는 것으로 예시적으로 설명하지만, 실시예들이 반드시 이에 제한되지 않는다.
원심분리 장치(1)는 용기(10), 피스톤(20) 및 푸시 로드(30)를 포함할 수 있다.
용기(10)는 지방조직, 피스톤(20) 및 푸시 로드(30)를 수용하도록 구성된다. 용기(10)는 실질적으로 원통형의 메인 바디(110)를 포함한다. 예를 들어, 메인 바디(110)는 시린지 일 수 있다. 메인 바디(110)의 전방 - 도 1을 기준으로 메인 바디(110)의 좌측 단부 - 에는 지방조직을 이루는 물질이 빠져나갈 수 있는 유출구(120)가 형성된다. 메인 바디(110)의 후방 - 도 1을 기준으로 메인 바디(110)의 우측 단부 - 에는 지방조직과, 피스톤(20)과, 푸시 로드(30)가 삽입되는 개구가 형성된다.
피스톤(20)은 메인 바디(110)의 내부에서 이동하도록 구성된다. 피스톤(20)은 피스톤 바디(210), 밸브(220) 및 적어도 하나 이상의 외부 밀봉 부재(230)를 포함할 수 있다.
피스톤 바디(210)는 메인 바디(110)의 내부에서 이동하도록 구성된다. 피스톤 바디(210)에는 피스톤(20)의 전방으로부터 피스톤(20)의 후방으로 이어지는 통로가 규정된다. 피스톤 바디(210)는 실질적으로 원통형일 수 있다.
밸브(220)는 피스톤 바디(210)에 규정된 통로 상에 배치되어 통로를 개방 또는 차단하도록 구성된다. 예를 들어, 밸브(220)는 원심력이 작용함에 따라 통로를 선택적으로 개방 또는 차단할 수 있다. 밸브(220)는 피스톤 바디(210)의 내부에 수용되어 피스톤 바디(210)의 내부에서 자유롭게 이동할 수 있다.
외부 밀봉 부재(230)는 피스톤 바디(210)의 외측에 결합되어 피스톤 바디(210)와 메인 바디(110) 사이를 밀봉하도록 구성된다. 외부 밀봉 부재(230)는 메인 바디(110)의 내측 표면(112)과 접촉하도록 구성된다. 외부 밀봉 부재(230)와 메인 바디(110)의 내측 표면(112) 사이의 마찰력에 의해, 피스톤 바디(210)가 메인 바디(110)의 임의의 위치에서 메인 바디(110)에 고정될 수 있다.
푸시 로드(30)는 피스톤 바디(210) 및 밸브(220)와 결합하도록 구성된다. 푸시 로드(30)는 피스톤 바디(210) 및 밸브(220)와 결합된 상태에서 피스톤(20)을 메인 바디(110)의 전방을 향하여 (예를 들면, 사용자의 외력에 의해) 푸시될 수 있다. 이 때, 피스톤(20)의 전방의 지방조직 중 일부 물질이 유출구(120)를 통해 빠져나갈 수 있다. 또한, 푸시 로드(30)는 밸브(220)와 결합한 상태에서 피스톤 바디(210)로부터 분리될 수 있다. 이 때, 밸브(220)는 피스톤 바디(210)로부터 푸시 로드(30)와 함께 분리될 수 있다.
원심분리의 회전 중심이 되는 회전축(X)은 메인 바디(110)의 후방 및 피스톤 바디(210)의 후방 - 도 1을 기준으로 우측 - 에 위치할 수 있다. 이 경우, 메인 바디(110)의 내부에서, 지방조직을 구성하는 혈액과 수액, 순수한 지방, 오일 등이 피스톤 바디(210)의 전방 - 도 1을 기준으로 좌측 - 에 위치하고, 그 다음 피스톤(20)이 위치한다.
도 1을 참조하면, 원심분리가 수행되면, 피스톤(20)의 전방에 위치한 지방조직은 비중에 따라 피스톤(20)의 전방의 근위로부터 원위로 차례로 오일층(OL)과, 지방층(FL)과, 혈액 및 수액층(BL)으로 분리된다. 한편, 피스톤 바디(210)와 밸브(220)는 회전축(X)으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 이 과정에서, 피스톤 바디(210)의 외측에 결합된 외부 밀봉 부재(230)와 메인 바디(110)의 내측 표면(112) 사이의 마찰에 의해 피스톤 바디(210)가 메인 바디(110)에 고정되는 한편, 밸브(220)는 피스톤 바디(210)의 내부에서 자유롭게 이동하며 피스톤 바디(210)에 규정된 통로를 차단한다. 원심력이 작용하는 원심분리 동안, 밸브(220)가 피스톤 바디(210)의 통로를 차단하고 있기 때문에, 피스톤(20)의 전방에 있는 오일층(OL)과, 지방층(FL)과, 혈액 및 수액층(BL)은 통로를 통해 이동할 수 없다. 지방층(FL)의 물질들 중 일부는 그 크기가 매우 미세하기 때문에, 원심분리가 수행되는 과정에서 오일층(OL)의 오일과 함께 통로를 통해 유동할 수 있다. 따라서, 원심분리가 수행되는 과정에서 밸브(220)가 피스톤 바디(210)의 통로를 차단함으로써, 일반적으로 사용자가 원하는 물질인 지방층(FL)의 일부 물질이 오일층(OL)의 오일과 함께 피스톤(20)의 전방으로부터 후방으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 피스톤(20)에 원심력이 작용하지 않는 원심분리가 끝난 상태에서, 푸시 로드(30)가 피스톤 바디(210)와 밸브(220)에 각각 결합될 수 있다. 이 때, 밸브(220)가 피스톤 바디(210)에 규정된 통로를 차단하는 상태가 유지된다. 메인 바디(110)의 유출구(120)가 개방되고 메인 바디(110)의 전방을 향해 푸시 로드(30)에 외력이 가해지면, 피스톤(20)의 전방의 원위에 위치한 혈액 및 수액층(BL)의 혈액 및 수액이 유출구(120)를 통해 메인 바디(110)의 외부로 제거된다.
도 3을 참조하면, 원심분리가 끝나고 혈액 및 수액층(BL)이 용기(10)에서 제거된 상태에서, 푸시 로드(30)가 피스톤 바디(210)와 밸브(220)로부터 분리될 수 있다. 피스톤(20)에 원심력이 작용하지 않기 때문에, 밸브(220)는 피스톤 바디(210)의 내부에서 자유롭게 이동하며 피스톤 바디(210)에 규정된 통로를 개방할 수 있다. 이 때, 피스톤(20)의 전방의 근위에 위치한 오일층(OL)의 오일이 피스톤 바디(210)에 규정된 통로를 통해 피스톤(20)의 전방으로부터 피스톤(20)의 후방으로 유동할 수 있다. 피스톤(20)의 후방으로 유동한 오일층(OL)의 오일은 용기(10)로부터 제거되고, 그 다음 피스톤(20)이 용기(10)로부터 제거되면, 지방층(FL)의 순수한 지방이 획득된다.
도 4는 일 실시예에 따른 피스톤을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 피스톤을 개략적으로 나타낸 분해 측면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 피스톤의 통로가 차단된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 7을 일 실시예에 따른 피스톤의 통로가 개방된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 피스톤과 푸시 로드가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 피스톤(20)은 피스톤 바디(210), 밸브(220), 적어도 하나 이상의 외부 밀봉 부재(230) 및 내부 밀봉 부재(240)를 포함할 수 있다.
피스톤 바디(210)의 외측에는 물질이 유입하도록 구성된 유입구(2112)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 앞서 도 3을 참조하며 설명한 오일층(OL)의 오일이 유입구(2112)를 통해 피스톤 바디(210)의 내부로 진입한 후, 피스톤 바디(210)에 규정된 통로를 유동할 수 있다. 피스톤 바디(210)의 외측에는 적어도 하나 이상의 외부 밀봉 부재(230)가 결합하도록 구성된 적어도 하나 이상의 리세스(219)가 형성될 수 있다.
피스톤 바디(210)에 규정된 통로는 적어도 하나 이상의 방향성을 가질 수 있다. 예를 들어, 통로는 피스톤 바디(210)의 일 측으로부터 피스톤 바디(210)의 중심으로 이어지는 제1경로(2114)와, 피스톤 바디(210)의 중심으로부터 피스톤 바디(210)의 후방으로 이어지는 제2경로(2116)와, 피스톤 바디(210)의 후방으로부터 피스톤 바디(210)의 외부로 이어지는 제3경로(2118)를 포함할 수 있다. 제1경로(2114)는 유입구(2112)와 유체 소통하도록 구성되고, 제2경로(2116)는 제1경로(2114) 및 제3경로(2118)와 선택적으로 유체 소통하도록 구성되고, 제3경로(2118)는 피스톤 바디(210)의 외부와 유체 소통하도록 구성된다.
일 실시예에서, 피스톤 바디(210)에 규정된 통로는 제1경로(2114)와 제2경로(2116) 사이에 위치한 챔버(2115)를 더 포함할 수 있다. 챔버(2115)는 피스톤 바디(210)의 중심에 위치할 수 있다. 제2경로(2116)를 통한 제1경로(2114)와 제3경로(2118) 사이의 유체 소통이 차단될 때, 챔버(2115)의 내부에는 물질이 머무를 수 있다. 밸브(220)가 수용부(212)의 제1 내부 표면(2122)에 접촉하는 동안, 챔버(2115)와 제2경로(2116) 사이의 유체 소통이 차단될 수 있다.
피스톤 바디(210)는 밸브(220)를 수용하도록 구성된 수용부(212)를 포함할 수 있다. 수용부(212)는 밸브(220)의 외부 형상에 대응하는 형상을 구비하는 내부 표면들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 수용부(212)는 피스톤 바디(210)의 전후방을 따라 테이퍼 된 제1 내부 표면(2122) 및 제1 내부 표면(2122)과 만나고 피스톤 바디(210)의 전후방을 따라 실질적으로 수평한 제2 내부 표면(2124)을 구비할 수 있다. 일 예에서, 제1 내부 표면(2122)은 피스톤(20)의 전방으로부터 피스톤(20)의 후방을 향해 그 폭이 점점 증가하도록 구성될 수 있다.
피스톤 바디(210)는 푸시 로드(30)와 결합하도록 구성된 피스톤 결합부(214)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 피스톤 결합부(214)는 수용부(212)의 제2 내부 표면(2124)에 형성된 나사산을 포함할 수 있다.
밸브(220)는 밸브 전방부(222) 및 밸브 후방부(224)를 포함할 수 있다.
밸브 전방부(222)는 통로를 차단하도록 구성될 수 있다. 밸브 전방부(222)는 수용부(212)의 적어도 일부의 내부 표면에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 밸브 전방부(222)는 수용부(212)의 제1 내부 표면(2122)에 접촉할 수 있다. 밸브 전방부(222)는 수용부(212)의 제1 내부 표면(2122)에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
밸브 전방부(222)의 외부 표면(2222) 및 수용부(212)의 제1 내부 표면(2122) 사이에는 간극(clearance)이 형성될 수 있다. 이러한 간극은 밸브 전방부(222)가 제1 내부 표면(2122)으로부터 분리될 때 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 밸브 전방부(222)가 수용부(212)의 제1 내부 표면(2122)에 접촉하면, 밸브 전방부(222)의 외부 표면(2222) 및 수용부(212)의 제1 내부 표면(2122) 사이의 간극은 존재하지 않는 한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브 전방부(222)가 수용부(212)의 제1 내부 표면(2122)으로부터 분리되면, 밸브 전방부(222)의 외부 표면(2222) 및 수용부(212)의 제1 내부 표면(2122) 사이의 간극이 형성된다. 이러한 간극은 제2경로(2116)의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
밸브 후방부(224)는 통로를 따라 물질의 이동을 안내하도록 구성된다. 밸브 후방부(224)는 수용부(212)의 적어도 일부의 내부 표면에 평행할 수 있다. 예를 들어, 밸브 후방부(224)는 수용부(212)의 제2 내부 표면(2124)에 평행할 수 있다. 밸브 후방부(224)는 밸브 전방부(222)로부터 피스톤 바디(210)의 후방을 향해 연장한다.
일 실시예에서, 밸브(220)는 돌출 요소(226)를 포함할 수 있다. 돌출 요소(226)는 밸브 전방부(222)와 밸브 후방부(224) 사이에 형성될 수 있다. 돌출 요소(226)는 피스톤 바디(210)의 내부 표면들을 향해 돌출할 수 있다. 일 예에서, 돌출 요소(226)는 수용부(212)의 제2 내부 표면(2124)을 향해 돌출할 수 있다.
일 실시예에서, 밸브(220)는 밸브 결합부(2242)를 포함할 수 있다. 밸브 결합부(2242)는 푸시 로드(30)와 결합하도록 구성된다. 예를 들어, 밸브 결합부(2242)는 수 맞물림 형태(male engagement formation)를 구비할 수 있다. 밸브 결합부(2242)의 형상은 푸시 로드(30)의 형상에 맞게 적절히 설정될 수 있다. 밸브 결합부(2242)는 밸브 후방부(224)로부터 피스톤 바디(210)의 후방을 향해 연장할 수 있다.
내부 밀봉 부재(240)는 피스톤 바디(210)로부터 밸브(220)의 이탈을 방지하도록 구성된다. 내부 밀봉 부재(240)는 피스톤 바디(210)에 규정된 통로 상에서 피스톤 바디(210)의 내부 표면들과 밸브(220) 사이에 설치될 수 있다. 예를 들어, 내부 밀봉 부재(240)는 제3경로(2128) 상에서 수용부(212)의 제2 내부 표면(2124)에 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 내부 밀봉 부재(240)는 돌출 요소(226)가 걸리도록 구성된다. 내부 밀봉 부재(240)는 고리 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어, 수용부(212)의 제2 내부 표면(2124)과 돌출 요소(226) 사이의 거리(D1)는 수용부(212)의 제2 내부 표면(2124)으로부터 내부 밀봉 부재(240)의 내측까지의 거리(D2)보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 내부 밀봉 부재(240)의 일부는 피스톤 바디(210)에 임베드(embed)될 수 있다. 예를 들어, 수용부(212)는 내부 밀봉 부재(240)의 일부를 수용하도록 구성된 그루브(2126)를 포함할 수 있다. 그루브(2126)는 제2 내부 표면(2124)에 형성될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 푸시 로드(30)가 피스톤 바디(210) 및 밸브(220)와 결합하기 전에 밸브(220)가 피스톤 바디(210)의 외부로 빠져나오려고 할 때, 밸브(220)는 내부 밀봉 부재(240)에 의해 피스톤 바디(210)로부터 이탈되지 않는다.
푸시 로드(30)는 피스톤 바디(210) 및 밸브(220)와 결합하며 피스톤 바디(210)에 규정된 통로를 차단하기 위해 밸브(220)를 피스톤 바디(210)에 고정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 푸시 로드(30)는 피스톤 결합부(214)와 결합하도록 구성된 제1 푸시 로드 결합부(342) 및 푸시 로드 결합부(342)의 내측에 있고 밸브 후방부(224)를 마주보며 밸브 결합부(2242)를 둘러싸며 밸브 결합부(2242)와 결합하는 제2 푸시 로드 결합부(344)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 푸시 로드 결합부(342)는 나사산 형상을 구비할 수 있다.
푸시 로드(30)가 피스톤 바디(210) 및 밸브(220)와 결합하면, 푸시 로드(30)의 일부는 내부 밀봉 부재(240)와 접촉하며 통로를 차단할 수 있다. 예를 들어, 푸시 로드(30)는 밀봉 형성부(346)를 포함할 수 있다. 밀봉 형성부(346)는 피스톤 바디(210)와 밸브(220) 사이의 공간의 적어도 일부를 채우며 내부 밀봉 부재(240)와 접촉할 수 있다. 이에 따라, 밀봉 형성부(346)는 제1 푸시 로드 결합부(342) 및 제2 푸시 로드 결합부(344)와 함께 통로의 소통을 차단할 수 있다. 일 예에서, 밀봉 형성부(346)는 수용부(212)의 제2 내부 표면(2124)과 밸브 후방부(224) 사이의 제3경로(2118)의 밀봉을 형성할 수 있다.
밀봉 형성부(346)와 내부 밀봉 부재(240) 사이의 접촉은 푸시 로드(30)가 피스톤 바디(210) 및 밸브(220)와 결합한 후 푸시 로드(30)가 밸브(220)와 함께 피스톤 바디(210)로부터 분리되기 전까지 지속된다. 밀봉 형성부(346)가 내부 밀봉 부재(240)에 접촉하는 동안, 내부 밀봉 부재(240)는 탄성적으로 변형하거나 그 변형을 유지할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (10)

  1. 원심분리용 피스톤에 있어서,
    피스톤의 전방으로부터 피스톤의 후방으로 이어지며 피스톤의 전방에 있는 물질들이 피스톤의 후방으로 이동 가능한 통로가 규정된 피스톤 바디; 및
    상기 통로 상에 배치되며 상기 통로를 선택적으로 개방 또는 차단하도록 구성된 밸브;
    를 포함하고,
    상기 피스톤 바디는 상기 밸브를 수용하며 상기 통로의 일부를 형성하는 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 상기 밸브의 적어도 일부에 대응하는 형상을 가지는 내부 표면을 구비하고,
    상기 밸브가 상기 수용부의 내부 표면에 접촉하여 상기 통로가 차단되는 제1위치 및 상기 밸브가 상기 수용부의 내부 표면으로부터 분리되어 상기 통로가 개방되는 제2위치 사이에서 이동하도록 상기 밸브는 상기 피스톤 바디에 대해 자유롭게 이동할 수 있도록 상기 수용부에 배치되고,
    피스톤에 원심력이 작용하는 원심분리 동안 상기 밸브가 상기 제2위치에서 상기 제1위치로 이동하며 상기 통로를 차단한 상태에서 상기 피스톤의 전방에 있는 물질들이 원심분리되고, 피스톤에 원심력이 작용하지 않는 동안 피스톤에 외력이 가해지면 상기 밸브가 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 상기 피스톤 바디에 대해 상대적으로 자유롭게 이동하며 상기 밸브가 상기 통로를 개방함에 따라 상기 피스톤의 전방에 있는 물질들 중 적어도 일부가 상기 피스톤의 후방으로 이동할 수 있는 피스톤.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원심력의 회전 중심은 상기 피스톤 바디의 후방에 위치하고,
    상기 피스톤 바디가 피스톤이 수용되는 용기의 내부에 위치하고,
    상기 피스톤 바디는 외력에 따라 상기 용기의 내부를 따라 이동하며 상기 피스톤의 전방에 있는 물질들에 압력을 가하는 피스톤.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통로는
    상기 피스톤 바디의 일 측으로부터 상기 피스톤 바디의 중심으로 이어지는 제1경로; 및
    상기 피스톤 바디의 중심으로부터 상기 피스톤 바디의 후방으로 이어지는 제2경로;
    를 포함하고,
    상기 제2경로는 상기 밸브가 상기 내부 표면으로부터 분리될 때 상기 밸브와 상기 내부 표면 사이에 형성되는 간극을 포함하는 피스톤.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 표면을 구비하는 상기 수용부의 일부는 상기 피스톤 바디의 길이 방향을 따라 피스톤의 전방을 향해 폭이 좁아지는 피스톤.
  6. 피스톤의 전방으로부터 피스톤의 후방으로 이어지는 통로가 내부에 규정된 피스톤 바디와, 상기 통로 상에 배치되는 밸브와, 상기 통로 상에 있으며 상기 피스톤 바디와 상기 밸브 사이에 설치된 밀봉 부재를 포함하는 피스톤; 및
    상기 통로를 차단하도록 상기 밸브를 상기 피스톤 바디에 고정하며 상기 피스톤 바디 및 상기 밸브와 결합하는 푸시 로드;
    를 포함하고,
    상기 푸시 로드가 상기 피스톤 바디 및 상기 밸브와 결합할 때, 상기 푸시 로드는 상기 밀봉 부재에 접촉하며 상기 밀봉 부재와 함께 상기 통로의 소통을 차단하는 원심분리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 푸시 로드의 일부는 상기 피스톤 바디와 상기 밸브 사이의 공간을 채우도록 상기 피스톤 바디의 내부에 배치되어 상기 밀봉 부재와 함께 상기 통로의 밀봉을 형성하는 원심분리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 푸시 로드가 상기 피스톤 바디 및 상기 밸브와 결합하기 전, 상기 밀봉 부재는 상기 피스톤 바디로부터 상기 밸브의 이탈을 방지하고,
    상기 푸시 로드가 상기 피스톤 바디 및 상기 밸브와 결합한 후 상기 밸브와 함께 피스톤 바디로부터 분리되기 전에, 상기 밀봉 부재는 탄성적으로 변형되는 원심분리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 피스톤은 상기 밀봉 부재의 일부가 상기 피스톤 바디에 임베드되는 그루브를 더 포함하는 원심분리 장치.
  10. 원심분리용 피스톤을 이용하여 생체물질들을 분리하는 원심분리 방법에 있어서,
    상기 피스톤은 피스톤의 전방으로부터 피스톤의 후방으로 이어지며 생체물질들이 이동 가능한 통로가 규정된 피스톤 바디와, 상기 통로 상에 배치되며 상기 통로를 개방 또는 차단하도록 구성된 밸브를 포함하고,
    상기 피스톤 및 생체물질을 수용하는 용기를 기준으로, 상기 피스톤 바디의 전방에는 생체물질들이 위치하고, 상기 피스톤 바디의 후방에는 원심력의 회전 중심이 위치하고,
    상기 원심분리 방법은
    상기 피스톤에 원심력이 가해지는 동안 상기 밸브가 상기 통로를 차단한 상태에서 상기 회전 중심을 기준으로 상기 피스톤 바디의 전방의 생체물질들이 상기 피스톤 바디의 전방으로부터 멀어지는 방향으로 층 분리되는 단계;
    상기 피스톤에 가해지는 원심력이 해제되고 상기 피스톤 바디에 푸시 로드를 연결하여 상기 피스톤 바디의 전방을 향하는 방향으로 상기 피스톤 바디를 푸쉬함으로써 생체물질들에 압력을 가해 생체물질들 중 상기 피스톤 바디로부터 가장 멀리 있는 생체물질이 상기 용기로부터 제거되는 단계;
    상기 피스톤 바디에 상기 푸시 로드의 연결을 해제한 상태에서 상기 푸시 로드로 상기 피스톤을 푸시하여 상기 피스톤의 전방의 생체물질들에 압력을 가해 상기 밸브가 상기 통로를 개방한 상태에서 생체물질들 중 상기 피스톤 바디에 가장 인접한 생체물질이 상기 통로를 통해 상기 피스톤 바디의 후방으로 이동하는 단계; 및
    남아있는 적어도 일 종류 이상의 생체물질을 획득하는 단계;
    를 포함하는 원심분리 방법.
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