KR102245259B1 - 포터블 타입의 일체형 흡입노출 실험장치 - Google Patents

포터블 타입의 일체형 흡입노출 실험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포터블 타입의 일체형 흡입노출 실험장치에 관한 것으로서, 장소에 관계없이 흡입노출실험을 수행할 수 있도록 하고, 흡입노출 실험설비의 구축비용을 절감하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 실험물질을 노출챔버에 에어로졸 형태로 공급하기 위한 실험물질 공급장치와, 실험동물(A)이 수용되는 노출챔버(4)와, 실험시 발생된 가스를 배출하기 위한 배기장치를 포함하여 이루어지는 흡입노출 실험장치에 있어서, 노출챔버(4)에서 배출되는 가스를 정화하기 위한 가스처리부(T1)와, 상기 가스 처리부(T1)의 하부에 구비되는 복수의 휘일(W)과, 상기 가스처리부(T1)의 상부에 흡입노출실험부(T2)를 포함하여 구성되어, 실험장치를 필요한 장소로 이동시켜 흡입노출실험을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

포터블 타입의 일체형 흡입노출 실험장치{INTEGRATED INHALATION EXPOSURE TEST DEVICE OF PORTABLE TYPE}
본 발명은 포터블 타입의 일체형 흡입노출 실험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 실험동물을 사용하여 화학물질에 대한 흡입독성을 실험하는 흡입노출 실험장치에 있어서, 실험물질 발생장치와, 노출챔버와, 배기장치를 이동이 가능한 일체형으로 구성함으로써, 장소에 구애받지 않고 흡입독성 실험을 수행할 수 있고, 별도의 흡입독성 실험실을 구축할 필요가 없도록 한 포터블 타입의 일체형 흡입노출 실험장치에 관한 것이다.
산업현장에서는 다양한 종류의 화학물질이 사용되고 있으며 새로운 화학물질도 계속 개발되고 있다.
그런데 이러한 화학물질 중에는 그 유해성이 정확히 규명되지 않은 경우가 있다.
이에 따라 실험동물의 호흡기를 통해 실험물질을 노출시켜 생체에 미치는 영향을 연구하고 있는데, 이를 통상 '흡입노출실험'이라 한다.
상기한 흡입노출실험은, 신규 화학물질, 대기오염 물질 등의 안전성 평가, 의약품 개발시의 독성실험, 약리실험 등 다양한 분야에서 적용되고 있다.
또한 상기 흡입노출실험에는, 마우스(Mouse), 랫(Rat) 등의 작은 동물에서 부터, 기니피그(Guinea pig)나 토끼 등의 동물, 원숭이 등의 영장류도 사용되고 있다.
또한 실험의 목적에 따라, 단일투여 실험과 반복투여 실험으로 구분할 수 있고, 반복투여 실험은 아급성, 아만성, 만성 실험으로 구분할 수 있다.
그리고 실험물질의 노출 형태에 따라, 전신(Whole-body)노출 흡입실험과, 비부(Nose-only)노출 흡입실험으로 구분할 수 있다.
상기한 흡입노출 실험설비는, 크게 나누어 실험하고자 하는 물질을 에어로졸(Aerosol) 상태로 공급하기 위한 실험물질 발생기와, 실험동물이 수용되는 흡입노출챔버와, 상기 노출챔버 내의 가스를 배출하기 위한 배기장치와, 노출챔버 내부의 농도 및 환경을 조절하기 위한 모니터링 장치로 구분할 수 있다.
그런데 종래의 흡입노출 실험설비는, 상기한 부품들이 각각 개별적으로 구성되어 실험실 내부에 배치되는 구조로 되어 있다.
이에 따라 흡입노출 실험실의 구축에 많은 비용이 소요된다는 문제점이 지적되고 있다.
또한 종래의 흡입노출 실험설비는 이동이 불가능하므로, 흡입노출 실험설비가 구축된 실험실에서만 흡입노출실험을 수행할 수 있다는 문제가 있다.
한편 본 발명과 관련된 선행기술을 검색해 본 결과, 다음과 같은 특허문헌이 검색되었다.
특허문헌 1은, 영장류에 대한 나노 입자 흡입 독성 평가 시험용 노출 챔버 장치에 관한 것으로, 체어 유닛을 통해 영장류 동물을 안착 고정시킨 상태에서 체어 유닛과 일체로 결합된 헤드 케이스를 통해 영장류 동물의 머리 부분을 감싸며 나노 입자를 영장류 동물의 호흡기 측으로 공급하도록 구성함으로써, 영장류 동물을 전신 모두 투입하는 방식으로 노출 챔버를 구성하지 않고 단순히 머리 부분만을 감싸는 형태로 하여 노출 챔버를 구성할 수 있어 그 크기 및 부피를 소형화할 수 있고, 영장류 동물의 호흡기 측으로 나노 입자를 집중적으로 공급할 수 있으므로 나노 입자의 공급 효율을 향상시킬 수 있으며, 나노 입자의 영향에 대한 더욱 정확한 측정 결과를 얻을 수 있는 영장류에 대한 나노 입자 흡입 독성 평가 시험용 노출 챔버 장치에 대해 개시하고 있다.
특허문헌 2는, 흡입제의 노출을 제어하는 호흡 시스템에 관한 것으로, 동물에 제어된 흡입제의 유동을 제공하는 흡입 유동상태를 제공하는 흡입 노출 유닛 및 시스템은 배기공기의 호흡을 최소화하고, 배기 유동을 제어하는 것을 개시하고 있다.
KR 10-1348825 B1 KR 10-2008-0057324 A
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 장소에 관계없이 흡입노출실험을 수행할 수 있는 실험장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 장소에 관계없이 흡입노출실험을 수행할 수 있도록 하여 흡입노출실험의 편의성을 향상시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 흡입노출 실험설비의 구축비용을 절감하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실험장치를 이동식으로 구성하면서도 실험자가 유해가스에 노출되는 것을 방지하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실험물질을 노출챔버에 공급하기 위한 실험물질 공급장치와, 실험동물이 수용되는 노출챔버와, 시험시 발생된 가스를 배출하기 위한 배기장치를 포함하여 이루어지는 흡입노출 실험장치에 있어서, 노출챔버에서 배출되는 가스를 정화하기 위한 가스처리부와, 상기 가스처리부의 하부에 구비되는 복수의 휘일과, 상기 가스처리부의 상부에 구비되는 흡입노출실험부를 포함하여 구성되어, 실험장치를 필요한 장소로 이동시켜 흡입노출실험을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가스처리부에 구비되는 부품은, 가스 필터링장치, 필터 유닛, 레귤레이터 및 에어 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가스처리부의 상부에 구비되는 부품은, 필터, 압력조절 밸브, 네뷸라이저 및 노출챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다,
또한 상기 필터는, 헤파 필터(HEPA Filter) 또는 울파 필터(ULPA Filter)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 흡입노출실험부의 상부에 분석장비 및 모니터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 노출챔버의 측면에 샘플링 포트가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 샘플링 포트는 연결배관에 의해 분석장비와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 노출챔버와 가스 필터링장치는 배기관에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 흡입노출 실험설비를 포터블(Portable) 형태로 구성함으로써, 장소에 제약을 받지 않고 흡입노출실험을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한 장소에 제약을 받지 않고 흡입노출실험을 수행할 수 있으므로, 흡입노출실험의 편의성을 향상시키고 다양한 흡입노출실험을 수행할 수가 있는 효과가 있다.
특히 실험동물을 사육하는 사육장에서도 흡입독성실험을 수행할 수가 있다.
또한 실험설비를 이동식으로 구성함으로써 별도로 실험실을 구축할 필요가 없으므로, 실험실 구축에 따르는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 실험장치를 컴팩트하게 구성함으로써, 많은 공간을 필요로 하지 않게 되는 효과가 있다.
또한 가스 필러링장치와 필터유닛에 의해 유해가스를 완전히 정화시켜 배출함므로써, 실험자가 유해가스에 직접 노출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 흡입노출 실험장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 흡입노출 실험장치에서 각 구성요소를 설명하기 위한 참고도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 흡입노출 실험장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 실험물질을 노출챔버에 공급하기 위한 실험물질 공급장치와, 실험동물(A)이 수용되는 노출챔버(4)와, 시험시 발생된 가스를 배출하기 위한 배기장치를 포함하여 이루어지는 흡입노출 실험장치에 있어서, 상기 흡입노출 실험장치는, 노출챔버(4)에서 발생된 가스를 정화하기 위한 부품이 수용되는 가스처리부(T1)과, 상기 가스처리부(T1)의 하부에 구비되는 복수의 휘일(W)과, 상기 가스처리부(T1)의 상부에 구비되는 흡입노출실험부(T2)를 포함하여 구성된다.
즉 본 발명에 따른 흡입노출 실험장치는, 실험물질 공급장치와 노출챔버와 가스처리장치가 하나의 장비에 일체형으로 구성된다.
또한 실험장치의 하부에는 이동이 용이하도록 복수의 휘일(Wheel)이 구비되어, 실험장치를 필요한 장소로 이동시켜 흡입노출실험을 수행할 수가 있다.
먼저 실험장치 상부의 흡입노출실험부(T2)에는, 필터(Filter)(1), 압력조절 밸브(2), 네뷸라이저(Nebulizer)(3) 및 노출챔버(4)가 구비된다.
상기 필터(1)는, 외부공기를 정화시켜 노출챔버(4) 내부로 공급하기 위한 부품으로, 헤파 필터(HEPA Filter) 또는 울파 필터(ULPA Filter)로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 헤파 필터는, 공기 중의 미세한 입자를 제거하는 고성능 필터의 일종으로, 고효율 미립자 공기 필터(High Efficiency Particulate Air Filter)를 말한다.
미국 원자력위원회의 정화기준에 의하면, 0.3㎛ 크기 이상의 입자를 99.97% 제거할 수 있으면 헤파 필터로 인정한다.
상기 헤파 필터는 공기중의 방사성 미립자를 제거하기 위해 개발된 것으로,주로 유리 섬유를 압축시켜 제작하며, 그물과 유사한 구조로 되어 있어 미립자들이 통과하지 못하도록 한다.
또한 울파 필터(ULPA Filter: Ultra Low Penetration Air Filter)는, 100nm 크기의 초미세 입자를 99.999% 이상 여과할 수 있는 고효율 필터를 말한다.
상기 울파필터는 유리 섬유 필터에 비해 차압과 여과 성능이 뛰어나다는 특징이 있다.
상기 필터(1)의 후방에는 압력조절 밸브(2)가 구비되어 있다.
상기 압력조절 밸브(2)는, 외부에서 공급되는 공기의 양을 조절하여 네뷸레이저(3)에서 생성되는 에어로졸(Aerosol)의 양을 조절한다.
상기 네뷸라이저(Nebulizer)(3)는, 실험물질을 에어로졸 형태로 노출챔버(4) 내부에 분사하기 위한 부품으로, 노출챔버(4)의 상부에 구비된다.
상기 노출챔버(4)는, 실험동물(A)을 수용하기 위한 공간으로, 약 3~4 마리의 랫트(Rat)를 수용할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 노출챔버(4)의 크기가 너무 커지게 되면 실험장치의 이동이 불편하고, 너무 작으면 실험의 신뢰성이 저하될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 흡입노출실험부(T2)의 상부에 분석장비(11) 및 모니터(12)가 더 구비된다.
상기 분석장비(11)는 실험물질을 분석하기 위한 것이고, 모니터(12)는 노출챔버(4) 내부의 농도을 관찰하기 위한 것이다.
또한 상기 흡입노출실험부(T2)에는 노출챔버(4) 내부의 압력을 확인하기 위한 압력 게이지(10)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 노출챔버(4)의 측면에는 샘플링 포트(Sampling Port)(9)가 더 구비된다.
상기 샘플링 포트(9)는, 노출챔버(4) 내부의 농도측정을 위해 실험물질을 포집하기 위한 것이다.
상기 샘플링 포트(9)는 2개로 구성되는 것이 바람직하며, 각 샘플링 포트(9)는 연결배관(9a)에 의해 분석장비(11)와 연결된다.
이어서 실험장치 하부의 가스처리부(T1)에 구비되는 부품들을 설명한다.
상기 가스처리부(T1)에는, 가스 필터링장치(5)와, 필터유닛(Filter Unit)(6)과, 레귤레이터(Regulator)(7)와, 에어펌프(Air Pump)(8)가 구비된다.
상기 가스 필터링장치(5)는, 배기관(4a)에 의해 노출챔버(4)와 연결되는 용기형태의 부품으로, 노출챔버(4)로부터 배출되는 가스를 1차적으로 정화한다.
그리고 필터유닛(6)은, 상기 가스 필터링장치(5)의 후방에 구비되어 가스를 2차적으로 정화한다.
상기 필터유닛(6)은 캡슐 필터로 구성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 가스 필터링장치(5) 및 필터유닛(6)에 의해 노출챔버(4)로부터 배출되는 유해가스를 완전히 정화할 수가 있다.
이로써 실험자가 유해가스에 노출되는 것을 방지할 수가 있다.
그리고 상기 필터유닛(6)의 후방에는 노출챔버(4) 내부 공기의 순환량을 조절하기 위한 레귤레이터(Regulator)(7)가 구비된다.
상기 레귤레이터(7)의 후방에는, 공기의 순환 및 배기를 위한 에어펌프(8)가 구비된다.
이하 본 발명에 따른 일체형 흡입노출 실험설비를 사용하여 흡입노출실험을 하는 과정을 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저 노출챔버(4) 내부에 실험동물(A)을 수용한 후 네뷸레이저(3)를 작동시킨다. 그러면 네뷸라이저(3)로 공급되는 실험물질이 필터(1)를 통과한 공기에 의해 에어로졸 형태로 변환되어 노출챔버(4)의 내부로 분사된다.
이때 압력 게이지(10)로 노출챔버(4) 내부의 압력을 확인하여 압력조절 밸브(2)로 에어로졸의 양을 조절한다.
또한 샘플링 포트(9)와 연결된 분석장비(11) 및 모니터(12)를 통해, 노출챔버(4) 내부의 실험물질 농도를 일정하게 유지시킨다.
상기 노출챔버(4)로 공급된 가스상의 실험물질은 배기관(4a)을 통해 가스 필러링장치(5)로 공급되어 1차적으로 정화된다.
이어서 상기 가스상의 실험물질은 필터유닛(6)을 통과하면서 2차적으로 정화된다.
또한 상기 가스는 레귤레이터(7)에 의해 배기량이 조절되고, 에어펌프(8)를 통해 실험장치의 외부로 배출된다.
종래의 흡입노출실험은, 실험물질 공급장치, 노출챔버 및 배기장치가 각각 구비된 흡입노출 실험실에서 수행되고 있다.
이에 따라 흡입노출 실험실의 구축에 많은 비용이 소요되고, 이러한 실험설비를 갖춘 실험실에서만 흡입노출실험이 가능하다는 문제점이 있다.
참고로 현재 국내에는 이러한 흡입노출 실험실을 갖춘 곳이 3곳에 불과하다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 흡입노출 실험장치를 포터블 형태로 콤팩트하게 구성하여, 실험장치 자체를 이동시켜 장소에 구애받지 않고 흡입노출실험을 수행할 수 있도록 하였다는데 가장 큰 특징이 있다.
즉 본 발명은, 흡입노출실험부(T2)와 가스처리부(T1)가 하나의 장치에 일체형으로 구비되고, 가스처리부(T1)의 하부에는 휘일이 구비되어 있다.
이에 따라 실험장치 자체를 필요한 장소로 쉽게 운반하여 흡입노출실험을 수행할 수 있고, 특히 실험동물을 사육하고 있는 사육장에서도 흡입노출실험을 할 수가 있다.
또한 흡입노출 실험실을 별도로 구축하지 않아도 되므로 비용을 절감할 수가 있다.
또한 실험시 발생되는 유해가스를 가스 필터링장치(5) 및 필터유닛(6)을 통해 완전히 정화시킴으로써, 실험자가 유해가스에 직접 노출되는 것을 방지할 수가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
1: 필터(Filter) 2: 압력조절 밸브(Valve)
3: 네뷸라이저(Nebulizer) 4: 노출챔버(Chamber)
4a: 배기관 5: 가스 필터링장치
6: 필터유닛(Filter Unit) 7: 레귤레이터(Regulator)
8: 에어펌프(Air Pump) 9: 샘플링 포트(Sampling Port)
9a: 연결배관 10: 압력 게이지(Guage)
11: 분석장비 12: 모니터(Monitor)
A: 실험동물 T1: 가스처리부
T2: 흡입노출실험부 W: 휘일(Wheel)

Claims (8)

  1. 실험물질을 노출챔버에 에어로졸 형태로 공급하기 위한 실험물질 공급장치와, 실험동물(A)이 수용되는 노출챔버(4)와, 실험시 발생된 가스를 배출하기 위한 배기장치를 포함하여 이루어지는 흡입노출 실험장치에 있어서,
    상기 흡입노출 실험장치는,
    노출챔버(4)에서 배출되는 가스를 정화하기 위한 가스처리부(T1)와, 상기 가스처리부(T1)의 하부에 구비되는 복수의 휘일(W)과, 상기 가스처리부(T1)의 상부에 구비되는 흡입노출실험부(T2)를 포함하여 구성되어,
    실험장치를 필요한 장소로 이동시켜 흡입노출실험을 수행할 수 있도록 하고,
    상기 가스처리부(T1)의 내부에 구비되는 부품은, 가스 필터링장치(5), 필터 유닛(6), 레귤레이터(7) 및 에어펌프(8)를 포함하며,
    상기 가스처리부(T1)의 상부에 구비되는 부품은, 필터(1), 압력조절 밸브(2), 네뷸라이저(3) 및 노출챔버(4)를 포함하고,
    상기 필터(1)는, 헤파 필터(HEPA Filter) 또는 울파 필터(ULPA Filter)로 구성되며,
    상기 흡입노출실험부(T2)의 상부에 분석장비(11) 및 모니터(12)가 더 구비되고,
    상기 노출챔버(4)의 측면에 샘플링 포트(9)가 더 구비되며,
    상기 샘플링 포트(9)는 연결배관(9a)에 의해 분석장비(11)와 연결되고,
    상기 노출챔버(4)와 가스 필터링장치(5)는 배기관(4a)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 포터블 타입의 일체형 흡입노출 실험장치.
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