KR102173512B1 - 생물학적 물질의 운반 디바이스 및 이를 포함하는 캡슐형 내시경 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 생물학적 물질의 운반 디바이스는 챔버; 및 상기 챔버에 형성되고 생물학적 물질이 유입되도록 구성된 채널 입구; 상기 채널 입구가 형성된 상기 챔버의 동일한 측에 형성되고 생물학적 물질이 유출되도록 구성된 채널 출구; 상기 챔버의 내부에 배치되고 상기 채널 입구와 상기 채널 출구를 연결하는 채널; 및 상기 채널 상에 배치되고 상기 채널 입구로부터 상기 채널 출구로 생물학적 물질을 펌핑하도록 구성된 펌프를 포함한다.

Description

생물학적 물질의 운반 디바이스 및 이를 포함하는 캡슐형 내시경{DEVICE FOR CONVEYING BIOLOGICAL MATERIAL AND CAPSULE-SHAPED ENDOSCOPE COMPRISING THE SAME}
이하, 실시예들은 생물학적 물질의 운반 디바이스 및 이를 포함하는 캡슐형 내시경에 관한 것이다.
장내 생물학적 물질의 수집, 보관 및 특정 물질의 장내 부분으로의 전달하도록 구성된 디바이스가 개발되고 있다. 일 예로, 수소, 산소, 이산화탄소 등을 감지하는 센서를 구비하는 장내 가스 측정용 캡슐이 개발되어 있다. 이러한 캡슐은 사용자의 음식 섭취와 장내 위치에 따른 소화 속도 등을 실시간으로 확인하는 것을 도울 수 있다. 또 다른 예로, 외부 자기장에 의해 제어되어 장내 병변 부위의 조직을 생검하는 캡슐 내시경이 개발되어 있다.
등록특허공보 제10-1620624호 (2016.05.24. 공고)
일 실시예에 따른 목적은 생물학적 물질을 효과적으로 수집하고 안전하게 보관하는 신규한 형태의 생물학적 물질의 운반 디바이스 및 이를 포함하는 내시경을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 서로 분리된 복수 개의 공간을 가짐으로써 컴팩트한 구조를 달성하고 다양한 위치의 생물학적 물질을 수집하거나 다양한 위치로 생물학적 물질을 전달하는 캡슐형 내시경을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 생물학적 물질의 운반 디바이스는 챔버; 및 상기 챔버에 형성되고 생물학적 물질이 유입되도록 구성된 채널 입구; 상기 채널 입구가 형성된 상기 챔버의 동일한 측에 형성되고 생물학적 물질이 유출되도록 구성된 채널 출구; 상기 챔버의 내부에 배치되고 상기 채널 입구와 상기 채널 출구를 연결하는 채널; 및 상기 채널 상에 배치되고 상기 채널 입구로부터 상기 채널 출구로 생물학적 물질을 펌핑하도록 구성된 펌프를 포함한다.
상기 채널은 생물학적 물질과 혼합 시 설정 점도를 갖는 혼합물을 형성하기 위한 매개 유체를 함유할 수 있다.
상기 펌프는 상기 채널에 함유된 매개 유체의 적어도 일부를 상기 채널 출구를 통해 생물학적 물질을 갖는 대상체를 향해 배출하고, 배출된 매개 유체의 적어도 일부와 대상체의 생물학적 물질이 혼합된 혼합 유체를 상기 채널 입구를 통해 상기 채널로 유입시키도록 구성될 수 있다.
상기 채널은 상기 채널 입구로부터 상기 펌프로 이어지고 복수 개의 제1굴곡부들을 포함하는 제1통로 및 상기 펌프로부터 상기 채널 출구로 이어지고 복수 개의 제2굴곡부들을 포함하는 제2통로를 포함할 수 있다.
상기 펌프는 상기 제2통로의 유동 부피가 상기 제1통로의 유동 부피보다 작도록 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 제1굴곡부들 중 어느 하나의 제1굴곡부는 상기 채널 입구에 인접하게 배치되고, 상기 복수 개의 제2굴곡부들 중 어느 하나의 제2굴곡부는 상기 채널 출구에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 운반 디바이스는 상기 채널 및 상기 펌프를 포함하는 펌프 어셈블리를 포함하고, 상기 펌프 어셈블리는 상기 챔버로부터 분리되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 생물학적 물질의 운반 디바이스는 챔버; 및 상기 챔버에 형성되고 생물학적 물질이 유입되도록 구성된 채널 입구; 상기 챔버에 형성되고 생물학적 물질이 유출되도록 구성된 채널 출구; 상기 채널 입구와 상기 채널 출구를 연결하고 생물학적 물질이 유동하도록 구성된 채널; 및 채널의 소통을 허용하는 제1상태 및 채널의 소통을 차단 또는 지연하는 제2상태 중 어느 하나의 상태를 취하도록 구동되는 구동 요소와, 자기장이 인가되면 상기 구동 요소를 구동 시키도록 구성된 자기 요소를 포함하는 펌프를 포함한다.
상기 자기 요소에 자기장이 인가되면 상기 구동 요소는 상기 제1상태를 취하도록 구동될 수 있다.
상기 자기 요소는 상기 구동 요소의 구동축의 축 방향에 대해 설정 각도를 이루는 자화 방향을 구비할 수 있다.
상기 자기 요소는 회전 방향의 자기장 또는 왕복 방향의 자기장이 인가될 때 상기 구동 요소를 구동 시키도록 구성될 수 있다.
상기 구동 요소는 상기 채널과 소통하도록 구성되고 생물학적 물질의 이동을 가이드하며 상기 채널 출구의 압력보다 상기 채널 입구의 압력을 낮게 유지시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 생물학적 물질의 운반 디바이스 및 이를 포함하는 내시경은 생물학적 물질을 효과적으로 수집하고 안전하게 보관할 수 있다.
일 실시예에 따른 캡슐형 내시경은 서로 분리된 복수 개의 공간을 가짐으로써 컴팩트한 구조를 달성하고 다양한 위치의 생물학적 물질을 수집하거나 다양한 위치로 생물학적 물질을 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 생물학적 물질의 운반 디바이스의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 생물학적 물질의 운반 디바이스를 포함하는 내시경의 단면도이다.
도 2는 도 1의 운반 디바이스의 단면도이다.
도 3은 도 2의 운반 디바이스의 펌프의 구조를 설명하는 도면이다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이다.
도 5는 도 4의 운반 디바이스의 작동을 설명하는 도면이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 6의 운반 디바이스의 작동을 설명하는 도면이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이다.
도 10은 도 9의 운반 디바이스의 작동을 설명하는 도면이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이다.
도 12는 도 11의 운반 디바이스의 작동을 설명하는 도면이다.
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 "생물학적 물질"은 미생물을 포함하는 개념으로 사용된다. 바람직하게는, 생물학적 물질은 프로바이오틱스 미생물을 포함할 수 있다.
본원에서 사용하는 용어 "대상체"는 사람, 동물 등 생물체를 포함할 수 있다.
본원에서 사용하는 용어 "대상체의 내강"은 생물체의 장(intestine)을 포함하는 개념으로 사용된다. 예를 들어, 대상체의 내강은 생물체의 위장(gastrointestinal tract), 소장(small intestine), 대장(large intestine) 등을 포함할 수 있다.
본원에서 사용하는 용어 "운반"은 물질의 수집, 수송, 전달 등을 모두 포함하는 개념으로 사용된다.
도 1은 일 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 내시경(1)은 대상체의 내강을 따라 이동하며 대상체의 원하는 부위로부터 생물학적 물질을 수집하거나, 원하는 부위에 생물학적 물질을 전달할 수 있다.
내시경(1)은 바디(11), 운반 디바이스(12), 광학 어셈블리(13) 및 회로부(14)를 포함할 수 있다.
바디(11)는 대상체의 내강을 따라 이동하도록 구성된다. 바디(11)는 캡슐 형상을 가질 수 있다. 바디(11)의 이러한 형상은 대상체가 운반 디바이스(1)를 경구 투여(oral administration)하는데 거부감을 갖지 않게 할 수 있다.
바디(11)는 대상체의 내강을 따라 이동하기에 적합한 크기를 가질 수 있다. 일 예에서, 바디(11)의 폭은 약 0.3mm 내지 약 12mm, 바람직하게는 약 1mm 내지 11mm일 수 있다. 일 예에서, 바디(11)의 길이는 약 0.75mm 내지 약 30mm, 바람직하게는 약 2mm 내지 약 29mm일 수 있다.
바디(11)는 제1단부(114)를 갖는 제1챔버(111) 및 제2단부(113)를 갖는 제2챔버(112)를 포함할 수 있다. 제1챔버(111)는 광학 어셈블리(13) 및 회로부(14)를 수용하는 공동을 구비할 수 있다. 제1챔버(111)는 실질적으로 속이 빈 원통형을 가질 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 제2챔버(112)는 운반 디바이스(12)를 수용하는 공동을 구비할 수 있다. 일 예에, 제1챔버(111)의 부피는 제2챔버(112)의 부피보다 클 수 있다.
제1챔버(111) 및 제2챔버(112)는 바디(11)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다. 이 경우, 제1단부(114) 및 제2단부(113)는 각각 바디(11)의 선단부 및 말단부에 대응될 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 각각 말단부 및 선단부에 대응할 수도 있다. 다시 말하면, 바디(11)는 제1단부(114)가 바라보는 방향으로 이동하도록 구성될 수 있거나, 제2단부(113)가 바라보는 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
제1챔버(111) 및 제2챔버(112)는 서로 분리되도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 제1챔버(111) 및 제2챔버(112)는 각각의 벽이 서로 결합되도록 구성될 수 있다. 대안적인 예에서, 제1챔버(111) 및 제2챔버(112) 사이에 단일의 분리벽이 형성될 수 있다.
제1챔버(111) 및 제2챔버(112)는 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있다. 여기서, "폭"이란 구성요소의 일 측으로부터 타 측으로 이어지는 최대 거리를 말한다. 예를 들어, 제1챔버(111) 및 제2챔버(112)가 각각 원형의 단면을 가진다면, 이들의 폭은 각각 이들의 직경을 말한다.
운반 디바이스(12)는 바디(11)의 외부의 목표 부위로부터 생물학적 물질을 수집하거나, 바디(11)의 외부의 목표 부위로 생물학적 물질을 전달하거나, 이들을 모두 수행할 수 있다. 운반 디바이스(12)는 제2챔버(112)로부터 분리되도록 구성될 수 있다.
광학 어셈블리(13)는 바디(11)의 주변 환경에 대한 이미지를 획득하도록 구성된다. 광학 어셈블리(13)는 발광 다이오드(131), 렌즈(132) 및 카메라(133)를 포함할 수 있다. 발광 다이오드(131)는 바디(11)의 주변 환경에 광 신호를 방출하도록 구성된다. 렌즈(132)는 바디(11)의 주변 환경으로부터 광 신호를 수신하고 이를 카메라(133)에 전달할 수 있다. 카메라(133)는 렌즈(132)에 의해 수신된 광 신호를 수신하고, 바디(11)의 주변 환경에 대한 이미지를 생성할 수 있다. 일 예에서, 렌즈(132)는 바디(11)의 길이 방향을 따라 연장하는 중심축 상에 배치되고, 발광 다이오드(131)는 렌즈(132)의 주변에 배치될 수 있다. 일 예에서, 발광 다이오드(131)는 복수 개일 수 있다. 광학 어셈블리(13)는 제1챔버(111)로부터 분리되도록 구성될 수 있다.
운반 디바이스(12) 및 광학 어셈블리(13)는 각각 제1챔버(111) 및 제2챔버(112)에 조립될 수 있다. 운반 디바이스(12) 및 광학 어셈블리(13)가 각각 제1챔버(111) 및 제2챔버(112)에 조립되면, 운반 디바이스(12) 및 광학 어셈블리(13)는 제1챔버(111) 및 제2챔버(112)에 의해 외부에 대한 노출이 차단된다.
회로부(14)는 전기 에너지 저장 요소(141), 통신 요소(142) 및 제어 요소(143)를 포함할 수 있다. 전기 에너지 저장 요소(141)는 운반 디바이스(12) 및 광학 어셈블리(13)에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 예를 들어, 전기 에너지 저장 요소(141)는 배터리를 포함할 수 있다. 통신 요소(142)는 내시경(1)의 외부의 컴퓨터와 통신할 수 있다. 통신 요소(142)는 외부에서 인식 가능한 위치 신호를 발생시키는 신호 발생기를 포함할 수 있다. 신호 발생기로부터 발생한 위치 신호에 기초하여 내시경(1)의 위치가 탐지될 수 있다. 예를 들어, 통신 요소(142)는 무선 주파수 신호(radio frequency signal; RF signal)를 생성할 수 있다. 또 다른 예로, 통신 요소(142)는 자기장을 생성할 수 있다. 통신 요소(142)는 안테나, 영구 자석, 전자석 등으로 구현될 수 있다. 제어 요소(143)는 바디(11)의 이동, 운반 디바이스(12)의 작동 및 광학 어셈블리(13)의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 요소(143)는 회로 보드를 포함할 수 있다.
내시경(1)은 대상체의 내강에서 외부의 신호에 의해 탐지될 수 있다. 일 예에서, 내시경(1)은 외부의 X-ray에 의해 대상체의 내강에서의 위치가 탐지될 수 있다. 또 다른 예에서, 내시경(1)은 외부의 초음파에 의해 대상체의 내강에서의 위치가 탐지될 수 있다. 내시경(1)의 위치는 앞서 설명한 방식에 의해 실시간으로 탐지될 수 있다. 내시경(1)의 적절한 제어를 통해 대상체의 목표 부위에 도달하면, 생물학적 물질을 목표 부위에 전달하거나, 그 부위로부터 생물학적 물질을 수집할 수 있다.
도 2는 도 1의 운반 디바이스의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 제2챔버(112)는 채널 입구(1131) 및 채널 출구(1132)를 포함할 수 있다. 채널 입구(1131)는 제2챔버(112)의 외부로부터 생물학적 물질이 유입되도록 구성될 수 있다. 채널 출구(1132)는 제2챔버(112)의 외부로 후술하는 매개 유체 또는 생물학적 물질을 유출되도록 구성될 수 있다.
운반 디바이스(12)는 채널(121) 및 펌프(124)를 포함할 수 있다. 채널(121)은 채널 입구(1131) 및 채널 출구(1132)를 연결하도록 구성된다. 채널(121)은 제2챔버(112)의 외부로부터 수집한 생물학적 물질을 저장할 수 있다. 펌프(124)는 채널 입구(1131)로부터 채널 출구(1132)로 채널(121)을 통해 매개 유체 또는 생물학적 물질을 펌핑하도록 구성된다.
일 실시예에서, 채널 입구(1131) 및 채널 출구(1132)는 제2챔버(112)의 동일한 측에 형성될 수 있다. 일 예에서, 채널 입구(1131) 및 채널 출구(1132)는 제2챔버(112)의 제2단부(113)에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 채널 입구(1131) 및 채널 출구(1132)는 서로 인접할 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 매개 유체가 채널 출구(1132)로 배출된 후, 운반 디바이스(12)의 외부에 존재하는 생물학적 물질 및 배출된 매개 유체의 혼합 유체가 채널 입구(1131)로 유입하기에 용이할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 채널 입구(1131) 및 채널 출구(1132)는 서로 충분한 거리를 두고 이격될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 생물학적 물질을 채널 입구(1131)로 유입시키지 않고 목표 부위에 정확하게 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 채널(121)은 매개 유체를 함유할 수 있다. 매개 유체는 생물학적 물질에 영향을 미치지 않는 임의의 적합한 유체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 매개 유체는 생리식염수(physiological saline), 증류수(distilled water; DI-water), 인산 완충 식염수(phosphate buffer saline), 기타 배양액 등을 포함할 수 있다. 이러한 매개 유체는 생물학적 물질과 혼합되도록 구성될 수 있다. 매개 유체 및 생물학적 물질이 혼합되면, 혼합된 용액은 일정 범위 내의 점도를 가질 수 있다. 혼합된 용액의 점도는 혼합된 용액이 흡입 또는 배출되기에 적합한 임의의 범위를 가질 수 있다. 매개 유체는 운반 디바이스(12)의 작동 전 상태의 채널(121)에 채워져 있을 수 있다.
일 실시예에서, 펌프(124)는 채널(121) 상에 배치될 수 있다. 채널(121)은 제1통로(122) 및 제2통로(123)를 포함할 수 있다. 제1통로(122)는 채널 입구(1131) 및 펌프(124)의 입구 포트를 연결할 수 있다. 제2통로(123)는 펌프(124)의 출구 포트 및 채널 출구(1132)를 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 제1통로(122)는 제1관형 요소(1221) 및 제1관형 요소(1221)에 형성된 복수 개의 제1굴곡부(1222A, 1222B)들을 포함하고, 제2통로(123)는 제2관형 요소(1231) 및 제2관형 요소(1231)에 형성된 복수 개의 제2굴곡부(1232A, 1132B)들을 포함할 수 있다. 제1굴곡부(1222A, 1222B) 및 제2굴곡부(1232A, 1232B)는 제2챔버(112)의 부피 및 펌프(124)의 배치에 따라 임의의 적절한 수를 가질 수 있다. 이러한 제1통로(122) 및 제2통로(123)의 구불구불한 형상은 생물학적 물질을 공간 효율적으로 채널(121)에 저장할 수 있는 이점이 있다.
바람직한 실시예에서, 복수 개의 제1굴곡부(1222A, 1222B)들 중 어느 하나의 제1굴곡부(1222A)는 채널 입구(1131)에 인접하고, 복수 개의 제2굴곡부(1232A, 1232B)들 중 어느 하나의 제2굴곡부(1232A)는 채널 출구(1132)에 인접할 수 있다. 이러한 제1굴곡부(1222A) 및 제2굴곡부(1232A)의 배치는 원하지 않을 때 채널 입구(1131)를 통한 생물학적 물질의 유입 및 채널 출구(1132)를 통한 생물학적 물질의 배출을 차단할 수 있다.
일 실시예에서, 펌프(124)는 채널(121)에 함유된 매개 유체의 적어도 일부를 채널 출구(1132)를 통해 생물학적 물질을 갖는 대상체를 향해 배출할 수 있다. 채널 출구(1132)를 통해 배출된 매개 유체의 적어도 일부는 대상체의 생물학적 물질과 혼합될 수 있다. 이에 따라, 배출된 매개 유체 및 생물학적 물질의 혼합 용액이 형성된다. 혼합 용액은 펌프(124)의 작동에 의해 채널 입구(1131)를 통해 채널(121)로 흡입될 수 있다. 대안적으로, 채널(121)은 매개 유체를 함유하지 않을 수 있으며, 이 경우 펌프(124)는 매개 유체 없이 채널(121)에 존재하는 생물학적 물질을 채널 출구(1132)를 통해 제2챔버(112)의 외부로 배출하거나, 매개 유체 없이 채널(121)로 생물학적 물질을 흡입할 수도 있다.
일 실시예에서, 펌프(124)는 채널(121)에 함유된 매개 유체의 적어도 일부의 배출 및 제2챔버(112)의 외부에서 형성된 혼합 용액의 흡입을 반복적으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 채널(121) 내 여러 종류의 생물학적 물질이 보관될 수 있다. 생물학적 물질이 채널(121) 내에 충분히 수집된 후에는, 펌프(124)의 작동이 중지되고, 내시경(1)의 체외 반출과 함께 채널(121) 내에 존재하는 생물학적 물질이 획득될 수 있다.
일 실시예에서, 제2통로(123)의 유동 부피는 제1통로(122)의 유동 부피보다 작을 수 있다. 일 예에서, 펌프(124)는 채널 입구(1131)보다 채널 출구(1132)에 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 제2통로(123)를 구성하는 제2관형 요소(1231)의 총 길이는 제1통로(122)를 구성하는 제1관형 요소(1221)의 총 길이보다 작을 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 매개 유체가 채널(121)로부터 채널 출구(1132)를 통해 운반 디바이스(12)의 외부로 빠져나가면서, 운반 디바이스(12)의 외부의 생물학적 물질이 채널 입구(1131)로의 유입이 유도될 수 있다. 다시 말하면, 생물학적 물질의 수집이 용이할 수 있다. 대안적인 예에서, 펌프(124)는 제1관형 요소(1221)의 총 길이가 제2관형 요소(1231)의 총 길이와 실질적으로 동일하도록 배치될 수 있다. 이는 채널(121) 내의 매개 유체가 유압에 의해 채널(121)에 존재하는 생물학적 물질을 운반 디바이스(12)의 외부로 전달하기에 적합할 수 있다. 이 경우, 제1통로(122)에는 매개 유체가 함유되어 있고, 제2통로(123)에는 생물학적 물질이 함유되어 있을 수 있다. 또 다른 예에서, 제2통로(123)를 구성하는 제2관형 요소(1231)의 직경은 제1통로(122)를 구성하는 제1관형 요소(1221)의 직경보다 작을 수 있다. 이와 같은 구조는 채널(121) 내 생물학적 물질을 보다 많이 보관할 수 있는 이점이 있다.
도 3은 도 2의 운반 디바이스의 펌프의 구조를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 펌프(124)는 케이싱(125), 자기 요소(126) 및 구동 요소(127)를 포함할 수 있다.
케이싱(125)은 케이싱(125)은 물질이 유입하는 유입 포트(1251), 물질이 유출하는 유출 포트(1252)를 포함할 수 있다. 케이싱(125)의 형상은 타 구성요소들의 기능을 방해하지 않는 한도에서 임의의 적합한 형상이면 충분하다.
자기 요소(125)는 외부 자기장(B)을 수신하고 이에 기초하여 구동 요소(127)를 구동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 자기 요소(125)는 설정 방향의 자화 방향을 갖는 영구 자석을 포함할 수 있다.
구동 요소(127)는 유입 포트(1251)로 유입되는 물질을 유출 포트(1253)로의 이동을 유도하도록 구성된다. 구동 요소(127)는 자기 요소(125)에 의해 채널의 소통을 허용하는 제1상태 및 채널의 소통을 차단 또는 지연하는 제2상태 중 어느 하나의 상태를 취하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 자기 요소(125)에 인가되는 외부 자기장(B)의 특성이 조절될 수 있다. 예를 들어, 외부 자기장(B)의 크기, 주파수, 파형 등이 조절됨으로써, 구동 요소(127)의 독립적이고 개별적인 제어가 가능하다.
대안적인 실시예에서, 펌프(124)의 구동은 앞서 설명한 자기 구동 방식이 아닌 다른 방식으로 이루어질 수도 있다. 펌프(124)를 구동하는 기계적 엑추에이터(미도시) 및 앞서 도 1을 참조하며 설명한 회로부(14)에 의해 작동될 수 있다. 예를 들어, 기계적 엑추에이터는 회전 모터, 형상 기억 합금 엑추에이터(shape memory alloy actuator), 압전 소자 엑추에이터(piezo actuator), 기타 통상의 기술자에게 자명한 엑추에이터를 포함할 수 있다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이고, 도 5는 도 4의 운반 디바이스의 펌프의 작동을 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 운반 디바이스(12)는 채널(121) 및 설정 방향의 자화 방향(M)을 갖는 스크류 펌프(124)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 구동 요소인 스크류 펌프(124)의 구동 요소(127)인 스크류는 구동축을 구비할 수 있다. 스크류는 외부 자기장, 바람직하게는 회전 방향의 자기장 또는 왕복 방향의 자기장에 의해 영향을 받는 자기 요소를 포함하고 있다. 스크류의 자기 요소의 자화 방향(M)은 스크류의 구동축의 축 방향과 설정 각도를 이룰 수 있다. 외부 자기장은 스크류의 중심축의 축 방향을 중심으로 발생됨으로써 스크류가 중심축에 대해 회전할 수 있다.
구동 요소(127)인 스크류가 구동축에 대해 회전하면, 유입 포트(1251)로 유입된 생물학적 물질, 매개 유체 또는 이들의 조합이 스크류에 형성된 나사산을 따라 가이드되며 유출 포트(1252)로 빠져나갈 수 있다. 이 과정에서, 스크류의 회전에 의해 유입 포트(1251)에는 음압(negative pressure)이 걸리고, 유출 포트(1252)에는 양압(positive pressure)이 걸릴 수 있다. 여기서, 유입 포트(1251) 및 유출 포트(1252)는 제1통로(122) 및 제2통로(123)에 각각 연결될 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이고, 도 7 및 도 8은 도 6의 운반 디바이스의 펌프 작동을 설명하는 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 운반 디바이스(22)는 채널(221) 및 설정 방향의 자화 방향(M)을 갖는 다이어프램 펌프(224)를 포함할 수 있다. 여기서, 다이어프램 펌프(224)의 자화 방향(M)은 (도 7 및 도 8을 기준으로) 상하 방향일 수 있다.
다이어프램 펌프(224)는 유입 포트(2251)와, 유출 포트(2252)와, 내부 챔버(2253)를 갖는 디퓨저(225) 및 디퓨저(225)의 내부 챔버(2253)의 적어도 일부를 형성하는 구동 요소인 변형 가능한 멤브레인(227)을 포함할 수 있다. 멤브레인(227)이 (도 7을 기준으로) 상하 방향으로 이동함에 따라, 유입 포트(2251)로부터 유출 포트(2252)로의 물질의 이동이 강제된다. 이 과정에서, 유입 포트(2251)에는 음압이, 유출 포트(2252)에는 양압이 걸릴 수 있다. 여기서, 유입 포트(2251) 및 유출 포트(2252)는 제1통로(222) 및 제2통로(223)에 각각 연결될 수 있다.
다이어프램 펌프(224)는 설정 방향의 자화 방향(M)을 갖는 자기 요소를 포함할 수 있다. 외부 자기장이 자기 요소에 인가되면, 토크 및 경사 자기장에 의한 자기력에 의해 운반 디바이스의 이동 및 조향이 결정될 수 있다. 도시되지 않은 예에서, 자기 요소는 멤브레인(227)에 설치될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 낮은 세기와 상대적으로 높은 주파수를 갖는 외부 자기장에 의해 멤브레인(227)에 설치된 자기 요소가 진동하며 유입 포트(2251)로부터 유출 포트(2252)로의 물질의 이동이 이루어진다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이고, 도 10은 도 9의 운반 디바이스의 펌프 작동을 설명하는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 운반 디바이스(32)는 채널(321) 및 설정 방향의 자화 방향(M)을 갖는 원심 펌프(324)(centrifugal pump)를 포함할 수 있다. 원심 펌프(324)는 유입 포트(3251), 유출 포트(3252) 및 내부 챔버(3253)를 갖는 케이싱(325) 및 내부 챔버(3253) 내부에서 회전하며 유동을 발생시키도록 구성된 복수 개의 블레이드(3271)들을 갖는 구동 요소인 임펠러(327)를 포함할 수 있다. 여기서, 자화 방향(M)은 임펠러(327)의 회전축에 수직한 방향일 수 있다. 임펠러(327)가 회전 시, 복수 개의 블레이드(3271)들에 의해 유체의 유동이 강제되고, 이에 따라 유입 포트(3251)에는 음압이, 유출 포트(3252)에는 양압이 걸릴 수 있다. 여기서, 유입 포트(3251) 및 유출 포트(3252)는 제1통로(322) 및 제2통로(323)에 각각 연결될 수 있다. 임펠러(327) 내에는 임펠러(327)의 축 방향과 설정 각도를 이루는 자화 방향(M)을 갖는 자기 요소가 설치될 수 있다. 외부 자기장이 자기 요소에 인가되면, 토크 및 경사 자기장에 의한 자기력에 의해 운반 디바이스의 이동 및 조향이 결정될 수 있다. 또한, 임펠러(327)의 축 방향을 중심으로 회전 방향의 자기장이 인가됨으로써 임펠러(327)가 회전할 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 운반 디바이스의 단면도이고, 도 12는 도 11의 운반 디바이스 펌프의 작동을 설명하는 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 운반 디바이스(42)는 채널(421) 및 설정 방향의 자화 방향(M)을 갖는 기어 펌프(424)를 포함할 수 있다. 기어 펌프(424)는 유입 포트(4251)와, 유출 포트(4252)와, 내부 챔버(4253)를 갖는 케이싱(425) 및 내부 챔버(4253)에 회전 가능하게 설치되고 서로 맞물리도록 구성된 제1기어(4271)와 제2기어(4272)를 갖는 구동 요소(427)를 포함할 수 있다. 제1기어(4271) 및 제2기어(4272) 중 적어도 하나에 외부 자기장에 의해 영향을 받는 자기 요소가 그 적어도 하나의 기어에 설치될 수 있다. 자기 요소는 제1기어(4271) 및 제2기어(4272) 중 적어도 하나의 구동축의 축 방향에 대해 설정 각도를 이루는 자화 방향(M)을 가질 수 있다. 외부 자기장이 자기 요소에 인가되면, 제1기어(4271) 및 제2기어(4272)가 회전하고, 유입 포트(4251)에는 음압이, 유출 포트(4252)에는 양압이 걸릴 수 있다. 여기서, 유입 포트(4251) 및 유출 포트(4252)는 제1통로(422) 및 제2통로(423)에 각각 연결될 수 있다. 이 경우, 인가되는 자기장은 회전 방향의 자기장으로서 제1기어(4271) 및 제2기어(4272)의 능동적인 회전을 위해 제1기어(4271) 및 제2기어(4272) 중 적어도 하나의 기어의 구동축을 중심으로 발생될 수 있다. 또한, 외부 자기장이 자기 요소에 인가되면, 토크 및 경사 자기장에 의한 자기력에 의해 운반 디바이스의 조향 및 이동이 결정될 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 (12)

  1. 생물학적 물질의 운반 디바이스에 있어서,
    챔버; 및
    상기 챔버에 형성되고 생물학적 물질이 유입되도록 구성된 채널 입구;
    상기 채널 입구가 형성된 상기 챔버의 동일한 측에 형성되고 생물학적 물질이 유출되도록 구성된 채널 출구;
    상기 챔버의 내부에 배치되고 상기 채널 입구와 상기 채널 출구를 연결하고, 생물학적 물질과 혼합 시 설정 점도를 갖는 혼합물을 형성하기 위한 매개 유체를 함유하는 채널; 및
    상기 채널 상에 배치되고 상기 채널 입구로부터 상기 채널 출구로 생물학적 물질을 펌핑하도록 구성된 펌프;
    를 포함하고,
    상기 펌프는 상기 채널에 함유된 매개 유체의 적어도 일부를 상기 채널 출구를 통해 생물학적 물질을 갖는 대상체를 향해 배출하고, 배출된 매개 유체의 적어도 일부와 대상체의 생물학적 물질이 혼합된 혼합 유체를 상기 채널 입구를 통해 상기 채널로 유입시키도록 구성되는, 운반 디바이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 채널은
    상기 채널 입구로부터 상기 펌프로 이어지고 복수 개의 제1굴곡부들을 포함하는 제1통로; 및
    상기 펌프로부터 상기 채널 출구로 이어지고 복수 개의 제2굴곡부들을 포함하는 제2통로;
    를 포함하는 운반 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펌프는 상기 제2통로의 유동 부피가 상기 제1통로의 유동 부피보다 작도록 배치되는 운반 디바이스.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1굴곡부들 중 어느 하나의 제1굴곡부는 상기 채널 입구에 인접하게 배치되고,
    상기 복수 개의 제2굴곡부들 중 어느 하나의 제2굴곡부는 상기 채널 출구에 인접하게 배치되는 운반 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 채널 및 상기 펌프는 상기 챔버로부터 분리되도록 구성되는 운반 디바이스.
  8. 생물학적 물질의 운반 디바이스에 있어서,
    챔버; 및
    상기 챔버에 형성되고 생물학적 물질이 유입되도록 구성된 채널 입구;
    상기 챔버에 형성되고 생물학적 물질이 유출되도록 구성된 채널 출구;
    상기 채널 입구와 상기 채널 출구를 연결하고 생물학적 물질이 유동하도록 구성된 채널; 및
    채널의 소통을 허용하는 제1상태 및 채널의 소통을 차단 또는 지연하는 제2상태 중 어느 하나의 상태를 취하도록 구동되는 구동 요소와, 자기장이 인가되면 상기 구동 요소를 구동시키도록 구성된 자기 요소를 포함하는 펌프;
    를 포함하고,
    상기 구동 요소는 상기 채널과 소통하도록 구성되고 생물학적 물질의 이동을 가이드하며 상기 채널 출구의 압력보다 상기 채널 입구의 압력을 낮게 유지시키도록 구성되는, 운반 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 자기 요소에 자기장이 인가되면 상기 구동 요소는 상기 제1상태를 취하도록 구동되는 운반 디바이스.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 자기 요소는 상기 구동 요소의 구동축의 축 방향에 대해 설정 각도를 이루는 자화 방향을 구비하는 운반 디바이스.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 자기 요소는 회전 방향의 자기장 또는 왕복 방향의 자기장이 인가될 때 상기 구동 요소를 구동시키도록 구성되는 운반 디바이스.
  12. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005124708A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Olympus Corp 体内観察装置
KR101003149B1 (ko) * 2008-10-31 2010-12-22 전남대학교산학협력단 병변 치료용 박테리아 기반의 마이크로로봇
JP5134972B2 (ja) * 2006-01-19 2013-01-30 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 被検体内医療システム
KR101620624B1 (ko) 2014-11-19 2016-05-24 전남대학교산학협력단 생검 부재를 구비한 내시경 캡슐 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005124708A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Olympus Corp 体内観察装置
JP5134972B2 (ja) * 2006-01-19 2013-01-30 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 被検体内医療システム
KR101003149B1 (ko) * 2008-10-31 2010-12-22 전남대학교산학협력단 병변 치료용 박테리아 기반의 마이크로로봇
KR101620624B1 (ko) 2014-11-19 2016-05-24 전남대학교산학협력단 생검 부재를 구비한 내시경 캡슐 장치

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