KR102246684B1 - 비부노출 흡입실험장치용 챔버 밀봉부재 - Google Patents

비부노출 흡입실험장치용 챔버 밀봉부재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비부노출 흡입실험장치용 챔버 밀봉부재에 관한 것으로서, 노출 챔버 내부의 습도와 열기가 외부로 배출되도록 하여 실험동물이 받는 스트레스를 최소화함과 동시에, 실험자를 유해물질로부터 보호하는데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 실험동물(A)이 수용되는 복수의 노출 챔버(10)와; 도입부(21)와 배출부(22)를 포함하여 구성되어, 각 노출 챔버(10)로 실험물질을 공급하기 위한 실험물질 공급관(20)과; 상기 노출 챔버(10)의 일단에 구비되는 챔버 밀봉부재(30)를 포함하여 이루어지는 비부노출 흡입실험장치에 있어서, 상기 챔버 밀봉부재(30)는, 실험동물(A)의 후방에 구비되어 실험동물의 이동을 제한하는 동시에 노출 챔버(10)를 일부 밀폐하는 오픈형 밀봉부재(31)와, 상기 오픈형 밀봉부재(31)의 후방에 구비되는 필터(34)와, 상기 필터(34)를 노출 챔버(10)의 단부에 고정하기 위한 고정부재(35)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비부노출 흡입실험장치용 챔버 밀봉부재{SEALING MEMBER OF EXPOSURE CHAMBER FOR NOSE-ONLY INHALATION TEST DEVICE}
본 발명은 비부노출 흡입실험장치용 챔버 밀봉부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 실험동물을 사용하여 산업화학물질에 대한 흡입독성을 실험하는 비부노출 흡입실험장치에 있어서, 노출 챔버를 오픈형으로 구성하되, 노출 챔버의 일단부에 반밀폐형 밀봉부재를 착탈식으로 구비함으로써, 실험동물이 받는 스트레스를 감소시켜 신뢰성 있는 흡입독성 실험결과를 얻을 수 있도록 하는 동시에, 실험자를 독성 실험물질의 노출로부터 안전하게 보호할 수 있도록 한 비부노출 흡입실험장치용 챔버 밀봉부재에 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 흡입노출실험이라 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, 기니피그나 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.
도 1은 비부노출 흡입실험장치의 일례를 도시한 것으로서, 실험동물(A)이 수용되는 복수의 노출 챔버(10)와, 각 노출 챔버(10)로 실험물질을 공급하기 위한 실험물질 공급관(20)을 포함하여 구성된다.
상기 실험물질 공급관(20)은, 도입부(21)와 배출부(22)를 포함하여 구성되며, 도입부(11)로 실험물질을 공급하여 각 노출 챔버(10)의 입구부(11)를 통해 실험물질을 공급하고, 배출부(22)를 통해 실험물질이 배출되도록 한다.
여기서 상기 실험물질은 통상 에어로졸(Aerosol) 상태로 분사된다.
상기 노출 챔버(10)는, 일단에 실험물질이 챔버 내부로 유입되도록 하기 위한 입구부(11)가 구비되어 있고, 타단에는 실험동물(A)을 노출 챔버(10) 내부에 안착시킨 후 노출 챔버(10)를 밀폐하기 위한 챔버 밀봉부재(30)가 구비된다.
상기 노출 챔버(10)의 입구부(11)는, 실험동물(A)의 코 부분으로 실험물질이 잘 유입되도록 테이퍼 형상으로 형성된다.
여기서 상기 챔버 밀봉부재(30)는, 크게 나누어 오픈형과 완전 밀폐형으로 구분할 수 있다.
도 2는 종래의 오픈형 밀봉부재를 도시한 것으로서, 노출 챔버(10)의 타단에 오픈형 밀봉부재(31)가 구비된다.
상기 오픈형 밀봉부재(31)는, 실험동물(A)의 움직임을 제한하여 실험물질이 실험동물(A)의 코 부분으로 공급되도록 한다
상기한 오픈형 밀봉부재(31)는, 실험물질(A)의 크기에 따라 슬라이딩 이동될 수 있는 구조로 형성되며, 노출 챔버(10)의 내경보다 약간 작게 형성된다.
이에 따라 노출 챔버(10) 내부의 열기와 습기가 외부로 빠져나갈 수 있어, 실험동물(A)이 받는 스트레스가 비교적 적어지게 된다.
그러나 상기 오픈형 밀봉부재(31)는, 실험물질 자체도 노출 챔버(10)의 외부로 노출되는 구조이므로, 실험자가 유해한 실험물질에 노출될 수 있다는 문제가 있다.
상기한 문제점을 해소하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 노출 챔버(10)의 일단을 완전히 밀봉한 후에 실험을 수행하는 경우가 있다.
상기한 완전밀폐형 방식은, 오픈형 밀봉부재(31) 외에 완전밀폐형 밀봉부재(32)를 더 구비하고, 상기 오픈형 밀봉부재(31)와 완전밀폐형 밀봉부재(32)를 연결봉(33)으로 연결한 것이다.
상기 완전밀폐형 밀봉부재(32)에 의해 노출 챔버(10)의 일단을 완벽히 밀폐하면서, 연결봉(33)에 의해 오픈형 밀봉부재(31)의 위치를 조절할 수가 있다.
상기한 완전밀폐형 밀봉부재(32)에 의하면, 노출 챔버(10) 내부의 실험물질이 외부로 유출되는 것을 완벽하게 차단하여, 실험자가 독성물질에 노출되는 것을 방지할 수가 있다.
그러나 도 3에 도시된 완전밀폐형 밀봉부재에 의하면, 노출 챔버(10) 내부의 열기와 습기가 전혀 외부로 배출되지 않으므로, 노출 챔버(10) 내부의 온도가 상승하게 되고, 실험동물(A)의 극심한 스트레스를 받게 된다는 문제가 있다.
이에 따라 정확한 실험결과를 얻기가 어렵고, 특히 만성시험의 경우에는 실험동물(A)에게 너무 가혹한 실험을 수행해야 한다는 문제점이 지적되고 있다.
한편 본 발명과 관련된 선행기술을 검색해 본 결과, 다음과 같은 특허문헌이 검색되었다.
특허문헌 1은, 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 장치에 대해 개시하고 있다.
특허문헌 2는, 흡입 독성 시험용 다층 케이지형 챔버 장치에 관한 것으로, 외부 케이스 내부에 다수개의 노출 챔버를 각각 독립적인 공간으로 분리 구획하고, 각각의 노출 챔버에 에어로졸 입자를 공급하도록 구성함으로써, 각 노출 챔버에 모두 동일한 농도의 에어로졸 입자를 공급할 수 있어 결과적으로 외부 케이스의 전체 내부 공간에 대한에어로졸 입자의 분포를 전체적으로 균일하게 유지시킬 수 있고, 이에 따라 상대적으로 더 많은 개체수의 실험동물을 대상으로 흡입 독성 시험을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 이 경우에도 더욱 정확한 시험 결과를 얻을 수 있으며, 다수개의 노출 챔버를 상하 적층되는 형태로 분할 형성함으로써, 전체적으로 챔버 장치의 수평 면적을 작게 할 수 있어 공간적인 측면에서 공간 효율이 향상되고, 이에 따라 흡입 독성 시험 기간 중 실험 동물에 대해 여유로운 생활 공간을 제공할 수 있다는 점에서 실험 동물의 스트레스를 감소시킬 수 있어 시험 결과에 대한 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 흡입 독성 시험용 다층 케이지형 챔버 장치에 대해 개시하고 있다.
특허문헌 3은, 케이지형 흡입 독성 평가 시험 장치에 관한 것으로, 실험 동물 순화용 케이지와 에어로졸 입자 공급장치를 이용하여 단순한 구조를 갖는 소형의 장치를 구성함으로써, 설치 및 운영 비용을 절감하고 흡입 독성 평가 시험을 간편하고 용이하게 수행할 수 있고, 케이지에 공급되는 에어로졸 입자의 분포 상태를 더욱 균일하고 넓게 확산되도록 함으로써, 흡입 독성 평가 시험에 대한 정확성 및 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 케이지를 다수개 구비하고 각 케이지에 에어로졸 입자를 공급하는 에어로졸 입자 공급 장치를 구비하며 에어로졸 입자 공급 장치가 각 케이지에 공급되는 에어로졸 입자의 농도를 각각 독립적으로 변경 조절할 수 있도록 구성함으로써, 각 케이지에서 에어로졸 입자의 농도 변화에 따른 다양한 형태의 흡입 독성 평가 시험을 수행할 수 있고, 그 시험공정 또한 매우 편리하고 용이하게 수행할 수 있는 케이지형 흡입 독성 평가 시험 장치를 개시하고 있다.
KR 10-2016-0077533 A KR 10-1463908 B1 KR 10-2012-0037096 A
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오픈형 밀봉부재와 완전밀폐형 밀봉부재의 단점을 해소할 수 있는 챔버 밀봉부재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 노출 챔버 내의 실험동물이 가혹한 실험환경에 놓이지 않도록 하여, 실험동물이 받는 스트레스를 최소화하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실험동물이 받는 스트레스를 최대한 줄임으로써 실험결과의 신뢰성을 향상시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 노출 챔버 내부의 습도와 열기가 외부로 배출되도록 하는 동시에, 실험자가 유해물질에 노출되는 것을 방지하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실험동물이 수용되는 복수의 노출 챔버와; 도입부와 배출부를 포함하여 구성되어, 각 노출 챔버로 실험물질을 공급하기 위한 실험물질 공급관과; 상기 노출 챔버의 일단에 구비되는 챔버 밀봉부재를 포함하여 이루어지는 비부노출 흡입실험장치에 있어서, 상기 챔버 밀봉부재는, 실험동물 후방에 구비되어 실험동물의 이동을 제한하는 동시에 노출 챔버를 일부 밀폐하는 오픈형 밀봉부재와, 상기 오픈형 밀봉부재의 후방에 구비되는 필터와, 상기 필터를 노출 챔버의 단부에 고정하기 위한 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 노출 챔버의 일단부는 개방형으로 구성되고, 상기 챔버 밀봉부재가 상기 노출 챔버의 개방부에 착탈식으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 필터는, 헤파 필터(HEPA Filter) 또는 울파 필터(ULPA Filter)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 활성판 필터 또는 은나노 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 오픈형 밀봉부재와 완전밀폐형 밀봉부재의 단점을 해소할 수 있는 효과가 있다.
즉 실험자가 유해물질에 직접 노출되는 것을 방지함과 동시에, 노출 챔버 내부의 습도와 열기가 외부로 배출되도록 하는 효과가 있다.
또한 노출 챔버 내부의 온도와 습도가 상승하는 것을 방지하여, 실험조건을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한 실험동물이 받는 스트레스를 최대한 줄일 수 있으므로, 실험동물이 지나치게 가혹한 환경에 놓이게 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 실험동물이 받는 스트레스를 최대한 줄임으로써, 실험결과의 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 비보노출 흡입실험장치의 일례를 간략하게 나타낸 도면.
도 2는 종래기술에 따른 오픈형 밀봉부재의 개략적인 단면도.
도 3은 종래기술에 따른 완전밀폐형 밀봉부재의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 반밀폐형 밀봉부재의 개략적인 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 비부노출 흡입실험장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실험동물(A)이 수용되는 복수의 노출 챔버(10)와; 도입부(21)와 배출부(22)를 포함하여 구성되어, 각 노출 챔버(10)로 실험물질을 공급하기 위한 실험물질 공급관(20)과; 상기 노출 챔버(10)의 일단에 구비되는 챔버 밀봉부재(30)를 포함하여 이루어진다.
상기 노출 챔버(10)는 복수개로 구성되며, 각 챔버의 내부에는 실험동물(A)이 한 마리씩 수용된다.
상기 노출 챔버(10)는 원형 형상으로 이루어지는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
그리고 상기 노출 챔버(10)의 일단은, 실험동물의 코 부분이 실험물질에 잘 노출될 수 있도록 테이퍼진 형상으로 형성된다.
또한 상기 노출 챔버(10)의 내부에는, 실험동물(A)의 이동을 제한하면서 실험물질이 노출 챔버(10)의 외부로 유출되는 것을 일부 제한하기 위한 오픈형 밀봉부재(31)가 구비된다.
상기 오픈형 밀봉부재(10)는, 노출 챔버(10)의 내부에서 슬라이딩 이동이 가능하도록 구성된다.
또한 오픈형 밀봉부재(31)의 후방에는, 필터(34)와, 상기 필터(34)를 노출 챔버(10)의 오픈된 단부에 고정하기 위한 고정부재(35)가 구비된다.
상기 고정부재(35)는 필터(34)를 노출 챔버(10)의 일단에 탈착식으로 고정하기 위한 것이면 어떠한 구조를 사용하여도 무방하다.
그리고 상기 필터(34)는, 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.
또한 상기 헤파 필터 또는 울파 필터 외에 활성판 필터 또는 은나노 필터를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 활성탄 필터는 악취 물질을 흡착하여 제거하고, 은나노 필터는 살균효과를 향상시키는 특징이 있다.
이하 본 발명에 따른 챔버 밀봉부재를 사용하여 비부노출 흡입실험을 하는 과정 및 작용 효과를 설명한다.
먼저, 고정부재(35) 및 오픈형 밀봉부재(31)를 노출 챔버(10)의 외부로 인출 한 후, 실험동물(A)을 노출 챔버(10)의 안쪽으로 위치시킨다.
이어서 오픈형 밀봉부재(31)를 노출 챔버(10)의 내부로 밀어넣어 실험동물(A)이 움직이지 않도록 한다.
이때 실험동물(A)의 코 부분이 노출 챔버(10)의 입구부(11)에 위치하도록 한다.
이어서 고정부재(35)를 사용하여 필터(34)를 노출 챔버(10)의 일단에 조립한 후, 실험물질을 각 노출 챔버(10)로 공급하면서 실험을 수행한다.
실험동물(A)의 코 부분으로 실험물질을 공급하여 실험을 수행하는 비부노출 흡입실험장치는, 실험동물(A)을 밀폐된 공간에 가두어 놓고 움직임을 제한한 상태에서 실험을 한다.
이에 따라 실험동물(A)이 심한 스트레스를 받게 되며, 특히 만성실험의 경우에는 이러한 스트레스가 가중된다.
더욱이 노출 챔버(10)를 완전히 밀폐한 상태에서 흡입노출 실험을 하게 되면, 즉 도 3과 같이 완전밀폐형 밀봉부재를 사용하게 되면, 노출 챔버(10)의 습도와 열기가 계속 상승하게 된다.
이에 따라 실험동물(A)이 극심한 스트레스를 받게 되므로, 실험동물(A)에게 지나치게 가혹하다는 비판이 제기되고 있다.
또한 실험동물(A)이 심한 스트레스를 받게 되면, 흡입독성 실험의 신뢰성이 떨어지게 된다는 문제점도 있다.
반면에 노출 챔버(10)를 완전히 밀폐하지 않고 일부 개방을 하게 되면, 즉 도 2와 같이 오픈형 밀봉부재를 사용하게 되면, 실험동물(A)이 받는 스트레스를 감소시킬 수가 있다.
그러나 이 경우에는 실험자가 유해물질에 노출될 수 있다는 문제가 있다.
이에 비해 본 발명에 따른 반밀폐형 챔버 밀봉부재에 의하면, 오픈형 밀봉부재의 후방에 필터를 착탈식으로 구비함으로써, 오픈형 밀봉부재와 완전밀폐형 밀봉부재의 단점을 해소할 수가 있다.
즉 노출 챔버 내부의 온도와 습도가 계속 상승하는 것을 방지하여 실험동물이 받는 스트레스를 최소화할 수 있다.
이에 따라 흡입독성 실험의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.
이와 동시에 필터에 의해 실험물질의 유해성분을 걸러냄으로써 실험자가 유해 작업환경에 놓이지 않도록 할 수 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.
10: 노출 챔버(Chamber) 11: 입구부
20: 실험물질 공급관 21: 도입부
22: 배출부 30: 챔버 밀봉부재
31: 오픈형 밀봉부재 32: 완전밀폐형 밀봉부재
33: 연결봉 34: 필터(Filter)
35: 고정부재
A: 실험동물

Claims (4)

  1. 실험동물(A)이 수용되는 복수의 노출 챔버(10)와; 도입부(21)와 배출부(22)를 포함하여 구성되어, 각 노출 챔버(10)로 실험물질을 공급하기 위한 실험물질 공급관(20)과; 상기 노출 챔버(10)의 일단에 구비되는 챔버 밀봉부재(30)를 포함하여 이루어지는 비부노출 흡입실험장치에 있어서,
    상기 챔버 밀봉부재(30)는,
    실험동물(A)의 후방에 구비되어 실험동물의 이동을 제한하는 동시에, 노출 챔버(10)를 일부 밀폐하는 오픈형 밀봉부재(31)와,
    상기 오픈형 밀봉부재(31)의 후방에 구비되는 필터(34)와,
    상기 필터(34)를 노출 챔버(10)의 단부에 고정하기 위한 고정부재(35)를 포함하고,
    상기 노출 챔버(10)의 일단부는 개방형으로 구성되고,
    상기 챔버 밀봉부재(30)는 상기 노출 챔버(10)의 개방부에 착탈식으로 구비되며,
    상기 필터(34)는, 헤파 필터(HEPA Filter) 또는 울파 필터(ULPA Filter)로 구성되고,
    활성판 필터 또는 은나노 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비부노출 흡입실험장치용 챔버 밀봉부재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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