KR102183376B1 - 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템 - Google Patents

지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템 Download PDF

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고주영
김민균
최철수
손꽃잎
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Abstract

본 발명은 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템에 관한 것으로, 밀폐된 실험공간을 가지며 실험동물이 투입될 수 있는 케이지, 호흡 자극제를 생성하여 상기 실험공간으로 공급하는 자극제 생성부 및 상기 케이지로 공급된 상기 호흡 자극제를 상기 자극제 생성부로 유동시키는 배출부를 포함한다.
상기 호흡 자극제는 용매와 독성물질로 이루어져 기체화된 액체 미립자 및 공기로 이루어져 상기 실험동물이 흡입할 수 있고, 상기 자극제 생성부, 상기 케이지 및 상기 배출부를 지속적으로 유동할 수 있다.

Description

지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템{Sustainable Respiratory Animal Testing System}
본 발명은 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템에 관한 것이다.
미세 입자는 인체 내부에 침투한 이후 체외로 배출되지 않고 계속해서 인체 내부에 축적된 상태로 유지될 수 있으므로, 그 피해가 매우 심각하다 할 수 있다.
최근에는 미세 입자가 호흡기를 통해 인체 내부로 침투한 경우에 발생할 수 있는 다양한 질병이나 독성들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 대표적으로 미세 입자가 인체에 흡입 축적되는 경우에 발생하는 독성에 대해 평가하는 흡입 독성 실험이 다양한 실험동물들을 상대로 연구되고 있다.
흡입 독성 실험을 통해 얻어진 인체 유해성 자료들은 나노 섬유, 화장품, 반도체, 약물 전달체 등 산업 전반에 걸쳐 미세 입자에 대한 다양한 기초 자료로 활용되고 있다.
이러한 흡입 독성 실험은 독성물질을 포함하는 호흡 자극제를 에어로졸 상태로 발생시켜 실험동물이 투입된 챔버로 공급한다. 실험동물은 챔버에서 호흡하면서 에어로졸 상태의 호흡 자극제를 자연스럽게 흡입하게 된다. 이때 실험동물의 호흡을 위해 일정 시간 후 챔버를 개방하여야 했다. 이로 인하여 실험동물이 챔버에서 호흡 자극제에 연속적으로 노출되지 못하면서 흡입 독성 평가 실험이 충분히 이루어지지 못하였다.
대한민국 등록특허 제10-1221106호 (2013.01.04.) 대한민국 공개특허 제10-2019-0061546호 (2019.06.05.)
본 발명은 실험동물이 신선한 공기와 더불어 호흡 자극제를 지속적으로 흡입할 수 있도록 한 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템은, 밀폐된 실험공간을 가지며 실험동물이 투입될 수 있는 케이지, 호흡 자극제를 생성하여 상기 실험공간으로 공급하는 자극제 생성부 및 상기 케이지로 공급된 상기 호흡 자극제를 상기 자극제 생성부로 유동시키는 배출부를 포함한다.
상기 호흡 자극제는 용매와 독성물질로 이루어져 기체화된 액체 미립자 및 공기로 이루어져 상기 실험동물이 흡입할 수 있고, 상기 자극제 생성부, 상기 케이지 및 상기 배출부를 지속적으로 유동할 수 있다.
상기 자극제 생성부는, 상기 용매와 상기 독성물질이 수용될 수 있고 상기 실험공간과 연결된 생성공간이 형성된 생성 하우징, 상기 생성공간에 배치되어 있고 상기 독성물질이 함유된 액체의 상기 용매에 진동을 가하여 기체화하는 진동자, 상기 생성 하우징에 배치되어 있고 생성된 상기 기체가 상기 실험공간으로 유동하도록 공기를 주입하는 공기 주입기 및 내부에 상기 실험공간과 상기 생성공간과 연결된 회수공간이 형성된 회수 하우징을 포함할 수 있다.
상기 공기 주입기는, 상기 생성공간에 배치되어 있고 내부가 상기 생성 하우징의 외부와 연결된 공기 덕트, 그리고 상기 공기 덕트에 배치되어 있는 브로워를 포함할 수 있다.
상기 회수 하우징에는 상기 배출부와 연결되어 상기 배출부를 유동한 호흡 자극제가 유입되는 회수홀과 상기 회수공간의 공기를 배출시키는 배출홀 및 상기 회수공간과 상기 생성공간을 연결하는 연결홀이 이 형성될 수 있다.
상기 자극제 생성부는, 상기 배출홀에 배치된 필터부재를 더 포함할 수 있다.
상기 자극제 생성부는, 상기 연결홀에 배치되어 있고 상기 생성공간의 호흡 자극제가 상기 회수공간으로 유입되는 것을 차단하는 유입방지밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 자극제 생성부는, 상기 생성 하우징과 연결되어 상기 생성공간과 상기 실험공간을 연결하는 자극제 덕트를 더 포함할 수 있다.
상기 케이지는, 드레인홀과, 상기 자극제 생성부와 연결되어 있는 유입홀 및 상기 배출부와 연결된 배출홀이 형성되어 있고, 내부에 드레인홀과 상기 유입홀 및 상기 배출홀과 연결된 상기 실험공간이 형성된 케이지 본체를 포함할 수 있다.
상기 실험공간의 바닥은 타측에서 일측 방향으로 하향 경사져 있으며, 상기 드레인홀은 실험바닥의 타측에 형성될 수 있다.
상기 케이지는, 상기 실험공간에 배치되어 있고 측벽과 수직을 이루며 복수의 배수홀이 형성되어 있는 받침대를 더 포함할 수 있다.
상기 케이지는, 복수의 통기홀이 형성되어 있고 상기 실험공간을 복수의 공간으로 구획하는 격벽부재를 더 포함할 수 있다.
상기 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템은, 상기 실험공간에 배치되어 있으며 상기 호흡 자극제를 감지하는 센서부, 그리고 상기 센서부와 연결된 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 용매는, 물(H2O), 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol, 에틸아세테이트(Ethyl Acetate), 헥산(Hexane), 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide; DMSO) 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 상기 독성물질은 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5), 사염화 탄소(CCL4)(Carbon tetrachloride), 폴리헥사메틸렌구아니딘(Polyhexamethylene guanidine; PHMG), 염화에톡시에틸구아디닌(Oligo-(2-)ethoxyethyl guanidine chloride; PGH), 알데하이드(Aldehydes), 파라아미노마뇨산(Paraaminohippuric acid; PAH) 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 배출부는, 상기 케이지와 상기 자극제 생성부를 연결하는 배출라인, 그리고 상기 배출라인 상에 배치되어 배출라인을 유동하는 상기 호흡 자극제의 유동을 제어하는 유량 조절기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자극제 생성부, 케이지 및 배출부 그리고 배출부와 자극제 생성부가 연결되면서 실험동물이 흡입하는 호흡 자극제가 연속 순환하게 된다. 이에 실험동물은 호흡 자극제를 연속적이고 지속적으로 흡입하게 된다. 따라서 흡입 독성 평가 실험이 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 호흡 자극제가 순환할 때 공기는 회수 하우징의 배출홀에서 필터부재를 통해 배출되고, 용매와 독성물질로 이루어진 액체 미립자는 회수 하우징에서 생성 하우징으로 유입되므로 독성물질이 호흡기 동물 실험 시스템의 외부로 배출되지 않아 독성물질로부터 안전한 호흡기 동물 실험 시스템을 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 흡입물질 생성부를 나타낸 확대도.
도 3은 도 1의 케이지를 나타낸 확대도.
도 4는 도 3의 A 부분 확대도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 흡입물질 생성부를 나타낸 확대도이며, 도 3은 도 1의 케이지를 나타낸 확대도이고, 도 4는 도 3의 A 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템(1)은, 자극제 생성부(10), 케이지(20) 및 배출부(30)를 포함한다. 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템(1)은 센서부(40) 및 제어 프로그램 및 입력부로 이루어진 제어부(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이러한 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템(1)은 케이지(20)에 투입된 실험동물이 신선한 공기와 더불어 호흡 자극제를 지속적으로 흡입할 수 있도록 한다.
자극제 생성부(10)는 생성 하우징(11), 진동자(12), 공기 주입기(13), 회수 하우징(14), 필터부재(15) 및 자극제 덕트(17)를 포함한다. 자극제 생성부(10)는 필터부재(15)를 더 포함할 수 있다.
생성 하우징(11)의 내부에는 용매와 독성물질이 수용되는 생성공간(111)이 형성되어 있다. 여기서 용매는 2ℓ 내지 5ℓ 수용될 수 있다. 용매는 물(H2O), 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol, 에틸아세테이트(Ethyl Acetate), 헥산(Hexane), 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide; DMSO) 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
독성물질은 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5), 사염화 탄소(CCL4)(Carbon tetrachloride), 폴리헥사메틸렌구아니딘(Polyhexamethylene guanidine; PHMG), 염화에톡시에틸구아디닌(Oligo-(2-)ethoxyethyl guanidine chloride; PGH), 알데하이드(Aldehydes), 파라아미노마뇨산(Paraaminohippuric acid; PAH) 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 용매는 유체 상태를 이루며 독성물질은 용매와 혼합되어 있다. 이때 독성물질은 용매에 흡착되어 있다. 이에 독성물질은 뭉치지 않고 유동할 수 있다.
생성 하우징(11)에는 용매의 수위를 확인할 수 있는 수위계(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 수위계는 플로트식, 압력식, 기포식, 전극식, 차압식 중 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 아울러, 생성 하우징(11)의 용매 수위를 육안으로 확인할 수 있도록 생성 하우징(11)은 전체 또는 부분적으로 투명하게 형성될 수 있다.
한편, 생성 하우징(11)의 하면에는 패드(112) 따위가 배치되어 있다. 패드(112)는 고무 따위로 형성되어 생성 하우징(11)이 설치면에서 미끄러지지 않도록 하고, 생성 하우징(11)의 하면이 설치면으로부터 떨어져 있도록 한다.
또한, 생성 하우징(11)에는 용매 및 독성물질을 투입할 수 있는 투입홀(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 그리고 실험 종류 후 투입된 용매를 배출하고 세척하기 위한 배출홀(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
진동자(12)는 초음파 진동자(Ultrasonic vibrator)를 포함한다. 진동자(12)는 제어부와 연결되어 있으며, 생성공간(111)의 바닥에 배치되어 용매에 잠길 수 있다. 진동자(12)는 제어부의 제어로 고주파가 발생하고, 고주파에 의해 용매 속에서 격렬히 진동한다. 진동자(12)의 진동으로 생성공간(111)에서 분무현상이 발생하게 된다. 분무현상으로 용매는 기체화되어 액체 미립자가 될 수 있다. 이때 액체 미립자에는 독성물질이 함유되어 있다.
공기 주입기(13)는 공기덕트(131), 그리고 브로워(132)를 포함하며 생성 하우징(11)에 배치되어 액체 미립자가 유동할 수 있도록 한다.
공기덕트(131)는 생성공간(111)의 바닥에서 상부로 돌출된 형태로 형성되어 내부가 상하 관통되어 있다. 공기덕트(131)는 생성공간(111)과 생성 하우징(11)의 외부를 연결하여 외부 공기가 생성공간(111)으로 유입될 수 있도록 한다. 공기덕트(131)의 내부는 생성 하우징(11)의 하면을 통해 외부와 연결되어 있다. 이때 패드(112)에 의해 생성 하우징(11)이 설치면과 떨어져 있으므로 생성 하우징(11)의 외부 주변 공기는 공기덕트(131)로 유입될 수 있다.
브로워(132)는 제어부와 전기적으로 연결되어 공기덕트(131)의 내부에 배치되어 있다. 브로워(132)의 작동으로 생성 하우징(11)의 외부 주변 공기는 생성공간(111)으로 유입되어 공기와 액체 미립자는 생성공간(111)을 유동할 수 있다. 이하, 공기와 액체 미립자를 호흡 자극제라 한다.
자극제 덕트(17)는 내부가 상하 관통되어 있다. 자극제 덕트(17)의 일측은 생성공간(111)과 연결되어 있으며 타측을 생성 하우징(11)의 외부로 노출되어 있다. 자극제 덕트(17)의 타측은 유동라인(171)을 통해 케이지(20)와 연결되어 있다. 유동라인(171)은 튜브를 포함한다.
한편, 브로워(132)의 지속적인 작동으로 생성공간(111)을 유동하는 호흡 자극제는 자극제 덕트(17)를 통해 생성공간(111)의 외부로 배출되어 유동라인(171)을 따라 케이지(20)로 유동할 수 있다. 그러나, 자극제 덕트(17)는 생략될 수 있다. 이 경우 생성공간(111)은 유동라인(171)을 통해 케이지(20)와 직접 연결될 수 있다.
회수 하우징(14)은 생성 하우징(11)에 배치되어 있으며 자극제 덕트(17)가 내부 중앙을 관통하고 있다. 회수 하우징(14)과 생성 하우징(11)은 서로 분리 가능하게 결합되어 있다. 그러나 회수 하우징(14)과 생성 하우징(11)은 일체로 형성될 수 있다.
회수 하우징(14)의 내부에는 케이지(20)를 유동한 호흡 자극제가 유입되는 회수공간(141)이 형성되어 있다. 이에 회수 하우징(14)에는 배출부(30)를 통해 케이지(20)외 연결되어 호흡 자극제가 유입되는 회수홀(142)이 형성되어 있다. 그리고 회수 하우징(14)에는 회수공간(141)으로 회수된 호흡 자극제 중 공기를 배출하기 위한 배출홀(143)이 형성되어 있다. 배출홀(143)에는 호흡 자극제 중 액체 미립자가 배출되는 것을 방지하는 필터부재(15)가 배치되어 있다. 이에 액체 미립자에 의해 자극제 생성부(10)의 외부 주변이 오염되는 것을 예방할 수 있다.
회수공간(141)으로 유입된 호흡 자극제 중 액체 미립자는 회수공간(141)에서 응축되어 액체상태가 될 수 있다. 회수 하우징(14)의 하부에는 회수공간(141)과 생성공간(111)을 연결하는 연결홀(144)이 형성되어 있다. 이에 회수공간(141)의 액체는 생성공간(111)으로 유입될 수 있다.
한편, 연결홀(144)에는 생성공간(111)의 호흡 자극제가 회수공간(141)으로 유입되는 것을 방지하기 위한 유입방지밸브(16)가 배치되어 있다. 유입방지밸브(16)는 공지의 역류 방지 밸브를 포함한다. 생성공간(111)의 호흡 자극제는 유입방지밸브(16)에 의해 자극제 덕트(17)로만 유동하게 된다. 이에 생성공간(111)의 호흡 자극제는 회수공간(141)을 통해 외부로 바로 배출되지 않아 호흡 자극제의 손실을 예방할 수 있다.
케이지(20)는 케이지 본체(21)를 포함한다. 케이지(20)는 받침대(22) 및 격벽부재(23)를 더 포함할 수 있다.
케이지 본체(21)의 내부에는 실험공간(211)이 형성되어 있다. 케이지 본체(21)의 상면은 경첩(도시하지 않음)으로 측면과 연결되어 케이지 본체(21)의 덮개를 형성한다. 상면은 경첩을 기준으로 움직여 실험공간(211)을 여닫을 수 있다. 상면이 열린 상태에서 실험공간(211)으로 실험동물을 투입할 수 있다. 실험동물은 마우스일 수 있다. 실험동물을 마우스로 한정하는 것은 아니다. 실험공간(211)의 실험동물을 육안으로 확인할 수 있도록 케이지 본체(21)는 투명하게 형성되어 있다.
케이지 본체(21)의 상면과 측면이 접하고 있는 부분에는 실험공간(211)의 기밀성 유지를 위한 실링부재(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 실링부재는 고무를 포함한다. 그리고 케이지 본체(21)의 상면과 측면은 클램프(도시하지 않음)로 결속되어 있다. 클램프의 결속으로 실링부재는 상면과 측면 사이에서 압착될 수 있다.
케이지 본체(21)의 일측면 하부에는 유동라인(171)과 연결된 유입홀(212)이 형성되어 있다. 유입홀(212)에는 호흡 자극제의 유동을 제어하는 밸브가 배치되어 있다. 유동라인(171)을 유동한 호흡 자극제는 유입홀(212)을 통해 실험공간(211)으로 유입될 수 있다. 실험공간(211)으로 유입된 호흡 자극제는 실험동물이 흡입할 수 있다. 이때 독성물질이 용매 중에 흡착된 상태이므로 실험동물은 독성물질을 용이하게 흡입할 수 있다.
케이지 본체(21)의 상면 타측에는 실험동물이 흡입하지 못한 호흡 자극제가 배출되는 배출홀(213)이 형성되어 있다. 배출홀(213)에는 호흡 자극제의 유동을 제어하는 밸브가 배치되어 있다. 유입홀(212)이 케이지 본체(21)의 일측 하부에 형성되어 있고 배출홀(213)이 케이지 본체(21)의 상면 타측에 형성되어 있으므로 실험공간(211)으로 유입된 호흡 자극제는 실험공간(211)의 전체를 유동한 후 배출될 수 있다. 이에 실험동물은 실험공간(211)에 어느 곳에서도 호흡 자극제를 흡입할 수 있다.
케이지 본체(21)의 바닥(211a) 일측에는 드레인홀(214)이 형성되어 있다. 실험공간(211)으로 유입된 호흡 자극제의 액체 미립자는 실험공간(211)에서 응축되어 액체상태가 될 수 있다. 실험공간(211)의 액체는 드레인홀(214)을 통해 케이지 본체(21)의 외부로 배출될 수 있다. 실험공간(211)의 액체가 드레인홀(214)로 유도되도록 실험공간(211)의 바닥(211a)은 타측에서 일측으로 하향 경사져 있다.
받침대(22)는 실험공간(211)에 배치되어 있으며 실험동물을 지지한다. 받침대(22)는 실험공간(211)의 경사진 바닥과 간격을 두고 있다. 받침대(22)는 실험공간(211)의 내부면과 직각을 이루고 있다. 이에 받침대(22)는 덮개인 상면과 평행을 이룬다. 받침대(22)에는 복수의 배수홀(221)이 형성되어 있다. 실험공간(211)의 액체는 배수홀(221)을 통해 경사진 바닥으로 떨어질 수 있다.
격벽부재(23)는 실험공간(211)에 위치하여 받침대(22)의 폭 방향을 따라 배치되어 길이 방향을 따라 배열되어 있다. 격벽부재(23)의 하부는 받침대(22)에 슬라이드 방식으로 결합되어 있다. 이에 받침대(22)에는 격벽부재(23)가 결합되는 슬라이드홈(222)이 형성되어 있다.
격벽부재(23)는 실험공간(211)을 케이지 본체(21)의 길이 방향으로 복수의 공간으로 구획하여 실험동물들이 격리 수용되도록 한다. 이에 실험동물의 관리가 용이하다. 격벽부재(23)에는 복수의 통기홀(231)이 형성되어 있다. 통기홀(231)을 통해 구획된 공간들은 서로 연결될 수 있다. 유입홀(212)을 통해 실험공간(211)으로 유입된 호흡 자극제는 통기홀(231)을 통해 실험공간(211)의 전체를 유동할 수 있다.
배출부(30)는 배출라인(31), 그리고 유량 조절기(32)를 포함한다.
배출라인(31)은 호흡 자극제가 유동하는 튜브를 포함한다. 배출라인(31)의 일측은 배출홀(213)과 연결되어 있고 타측은 회수홀(142)과 연결되어 있다. 이에 배출홀(213)로 배출된 호흡 자극제는 배출라인(31)을 유동하여 회수홀(142)을 통해 회수공간(141)으로 유입될 수 있다.
유량 조절기(32)는 배출라인(31) 상에 배치되어 있다. 유량 조절기(32)는 배출라인(31)을 유동하는 호흡 자극제의 유동을 제어한다. 유량 조절기(32)에 의해 호흡 자극제의 유동이 제어되면서 호흡 자극제가 실험공간(211)에서 체류 시간 및 배기량을 조절할 수 있다. 유량 조절기(32)는 공지의 유량 제어 펌프를 포함하며 회전 속도는 1 내지 600 RPM일 수 있고, 유량 범위는 0.07 ~ 22,000㎖/min일 수 있다.
여기서 유량 조절기(32)의 세부적인 구성은 공지된 구성의 유량 제어 펌프와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
센서부(40)는 실험공간(211)의 내부면에 배치되어 제어부와 전기적으로 연결되어 있다. 센서부(40)는 호흡 자극제의 독성물질의 농도를 감지한다. 센서부(40)는 실험공간(211)의 습도, 온도 등을 감지할 수 있다. 센서부(40)에서 감지된 신호는 제어부로 보내지며, 제어부는 측정된 농도가 설정 농도의 범위를 벗어나면 빛, 소리 등으로 알림 할 수 있다. 제어부의 알림은 공지의 알림장치와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 센서부(40)는 격벽부재(23)에 의해 실험동물이 접촉하는 것이 차단된다. 이에 센서부(40)가 실험동물에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
다음은 위에서 설명한 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 생성공간(111)에 용매와 독성물질을 투입하고, 실험공간(211)에는 실험동물을 투입한다. 제어부의 입력부로 진동자(12)와 브로워(132)를 작동시킨다. 브로워(132)의 작동으로 생성 하우징(11)의 외부 공기는 공기덕트(131)를 통해 생성공간(111)으로 유입되어 자극제 덕트(17)를 유동한다. 그리고 진동자(12)의 진동이 용매에 가해지면서 분무현상이 발생하여 용매는 액체 미립자 형태로 형성된다. 이때 액체 미립자는 공기를 따라 즉, 호흡 자극제는 자극제 덕트(17)를 유동한다. 자극제 덕트(17)를 유동한 호흡 자극제는 유동라인(171) 및 유입홀(212)을 유동하여 실험공간(211)으로 유입된다. 실험공간(211)의 실험동물은 유입된 호흡 자극제를 흡입하게 된다. 독성물질이 용매에 흡착되어 있으므로 실험동물은 독성물질을 용이하게 흡입할 수 있다.
실험공간(211)으로 유입된 호흡 자극제는 실험공간(211)을 유동하여 배출홀(213)을 통해 배출라인(31)으로 유입되어 배출라인(31)을 유동한다. 이때 유량 조절기(32)의 제어로 호흡 자극제의 유량이 제어되어 호흡 자극제가 실험공간(211)에서 체류하는 시간을 조절하여 호흡 자극제가 실험동물에 노출되는 시간이 조절된다.
유량 조절기(32)를 통과한 호흡 자극제는 회수홀(142)을 통해 회수공간(141)으로 유입되며 이때 공기는 배출홀(143)을 통해 배출되고, 액체 미립자는 연결홀(144)을 통해 생성공간(111)으로 유입된다. 생성공간(111)의 액체 미립자는 공기와 함께 다시 자극제 덕트(17)를 유동하여 실험공간(211)으로 유입된다.
이에, 호흡 자극제는 공기 주입기(13)의 자극제 생성부(10), 케이지(20), 배출부(30)를 유동하고 배출부(30)가 자극제 생성부(10)와 연결되어 있어 호흡 자극제는 실험공간(211)으로 지속적으로 공급되며 실험동물은 호흡 자극제를 지속적으로 흡입하게 된다. 그리고 자극제 생성부(10)의 회수 하우징(14)과 생성 하우징(11)이 서로 연결되어 있어 용매와 독성물질은 동물 실험 시스템 외부로 배출되지 않는다. 이에 독성물질에 의해 동물 실험 시스템의 주변이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템
10: 자극제 생성부 11: 생성 하우징
111: 생성공간 112: 패드
12: 진동자 13: 공기 주입기
131: 공기덕트 132: 브로워
14: 회수 하우징 141: 회수공간
142: 회수홀 143, 213: 배출홀
144: 연결홀 15: 필터부재
16: 유입방지밸브 17: 자극제 덕트
171: 유동라인 20: 케이지
21: 케이지 본체 211: 실험공간
211a: 바닥 212: 유입홀
214: 드레인홀 22: 받침대
221: 배수홀 222: 슬라이드홈
23: 격벽부재 231: 통기홀
30: 배출부 31: 배출라인
32: 유량 조절기 40: 센서부

Claims (15)

  1. 밀폐된 실험공간을 가지며 실험동물이 투입될 수 있는 케이지,
    호흡 자극제를 생성하여 상기 실험공간으로 공급하는 자극제 생성부 및
    상기 케이지로 공급된 상기 호흡 자극제를 상기 자극제 생성부로 유동시키는 배출부
    를 포함하며,
    상기 케이지는 드레인홀과, 상기 자극제 생성부와 연결되어 있는 유입홀 및 상기 배출부와 연결된 배출홀이 형성되어 있고 내부에 상기 드레인홀과 상기 유입홀 및 상기 배출홀과 연결된 상기 실험공간이 형성된 케이지 본체를 포함하고,
    상기 실험공간의 바닥은 타측에서 일측 방향으로 하향 경사져 있으며, 상기 드레인홀은 실험바닥의 타측에 형성되어 있으며,
    상기 호흡 자극제는 용매와 독성물질로 이루어져 기체화된 액체 미립자 및 공기로 이루어져 상기 자극제 생성부, 상기 실험공간 및 상기 배출부를 유동하여 상기 실험동물이 흡입할 수 있는
    지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 자극제 생성부는,
    상기 용매와 상기 독성물질이 수용될 수 있고 상기 실험공간과 연결된 생성공간이 형성된 생성 하우징,
    상기 생성공간에 배치되어 있고 상기 독성물질이 함유된 액체의 상기 용매에 진동을 가하여 기체화하는 진동자,
    상기 생성 하우징에 배치되어 있고 생성된 상기 기체가 상기 실험공간으로 유동하도록 공기를 주입하는 공기 주입기 및
    내부에 상기 실험공간과 상기 생성공간과 연결된 회수공간이 형성된 회수 하우징
    을 포함하는
    지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 공기 주입기는,
    상기 생성공간에 배치되어 있고 내부가 상기 생성 하우징의 외부와 연결된 공기 덕트, 그리고
    상기 공기 덕트에 배치되어 있는 브로워
    를 포함하는
    지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  4. 제2항에서,
    상기 회수 하우징에는 상기 배출부와 연결되어 상기 배출부를 유동한 호흡 자극제가 유입되는 회수홀과 상기 회수공간의 공기를 배출시키는 배출홀 및 상기 회수공간과 상기 생성공간을 연결하는 연결홀이 이 형성되어 있는 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 자극제 생성부는, 상기 배출홀에 배치된 필터부재를 더 포함하는 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  6. 제4항에서,
    상기 자극제 생성부는,
    상기 연결홀에 배치되어 있고 상기 생성공간의 호흡 자극제가 상기 회수공간으로 유입되는 것을 차단하는 유입방지밸브를 더 포함하는 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  7. 제2항에서,
    상기 자극제 생성부는,
    상기 생성 하우징과 연결되어 상기 생성공간과 상기 실험공간을 연결하는 자극제 덕트를 더 포함하는 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에서,
    상기 케이지는,
    상기 실험공간에 배치되어 있고 측벽과 수직을 이루며 복수의 배수홀이 형성되어 있는 받침대를 더 포함하는 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  11. 제1항에서,
    상기 케이지는,
    복수의 통기홀이 형성되어 있고 상기 실험공간을 복수의 공간으로 구획하는 격벽부재를 더 포함하는 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  12. 제1항에서,
    상기 실험공간에 배치되어 있으며 상기 호흡 자극제를 감지하는 센서부, 그리고
    상기 센서부와 연결된 제어부
    를 더 포함하는 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  13. 제1항에서,
    상기 용매는, 물(H2O), 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol, 에틸아세테이트(Ethyl Acetate), 헥산(Hexane), 다이메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide; DMSO) 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나인 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  14. 제1항에서,
    상기 독성물질은 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5), 사염화 탄소(CCL4)(Carbon tetrachloride), 폴리헥사메틸렌구아니딘(Polyhexamethylene guanidine; PHMG), 염화에톡시에틸구아디닌(Oligo-(2-)ethoxyethyl guanidine chloride; PGH), 알데하이드(Aldehydes), 파라아미노마뇨산(Paraaminohippuric acid; PAH) 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나인 지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
  15. 제1항에서,
    상기 배출부는,
    상기 케이지와 상기 자극제 생성부를 연결하는 배출라인, 그리고
    상기 배출라인 상에 배치되어 배출라인을 유동하는 상기 호흡 자극제의 유동을 제어하는 유량 조절기
    를 포함하는
    지속 가능한 호흡기 동물 실험 시스템.
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