KR102257489B1

KR102257489B1 - 생체적합성을 가진 삼차원 대상물을 제조하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102257489B1
Application number: KR1020157024037A
Authority: KR
Inventors: 마르코 바케레티; 루카 보시오; 지오르지오 솔다니
Original assignee: 에스.엠. 시엔치아 마키나레 에스.알.엘.
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2021-05-28
Also published as: JP2016508815A; CA2904179A1; JP6986331B2; ITPI20130015A1; US11260563B2; EP2964441A1; US11738483B2; CA2904179C; WO2014136021A9; US20220258385A1; WO2014136021A1; EP2964441B1; US20150367542A1; KR20150131008A

Abstract

생체적합성을 가진 삼차원 대상물을 제조하기 위한 장치가, 매트릭스 표면(21)을 가지며 코어라고도 하는 지지 몸체(20)를 향해 적어도 하나의 생체적합성 유체 재료를 전달하여 상기 매트릭스 표면(21)을 코팅하고 미리 정해진 두께를 가지는 코팅 층(35)을 형성하도록 배열되는 적어도 하나의 전달 유닛(110, 111, 112)을 포함한다. 또한, 상기 지지 몸체(20) 및 상기 전달 유닛(110, 111, 112) 사이에서 적어도 3의 자유도에 따라 상대 운동을 발생시키도록 배열된 처리 유닛(130)을 포함한다. 상기 지지 몸체(20)는 상기 생체적합성 유체 재료로 코팅되고 상기 지지 몸체(20)의 매트릭스 표면(21)과 일치하는 대상물 표면(31)을 가진 삼차원 대상물을 형성한다.

Description

생체적합성을 가진 삼차원 대상물을 제조하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING A BIOCOMPATIBLE THREE-DIMENSIONAL OBJECT}

본 발명은, 복잡한 형상, 즉 서로 다른 곡률 반경을 가진 2개 이상의 표면으로 구성되고 생체적합성을 가진 삼차원 대상물을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

특히 본 발명은, 혈관 보철 기구, 오목하거나 볼록한 심장 패치(patches), 타원형 심실, 종골 궤양(calcaneal ulcers)을 위한 패치 또는 다른 해부학적 부분들의 요소들을 제조하기 위한 생체 적합성 및 혈액 접합성을 가진 막뿐만 아니라 조직의 생산에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 삼차원 대상물을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

알려진 것처럼 생체적합성 인공 막 및 조직을 제조하기 위한 다수의 기술과 장치들이 존재한다.

특히 공지된 주요 기술들에 의해 상기 인공 조직들이 압출(extrusion)에 의해 생산되거나 유체 재료를 분무(spraying)하여 생산된다.

좀 더 구체적으로, 상기 분무 기술은 희석된 형태의 중합체 용액(polymeric solution) 및 예를 들어, 물과 같은 비용매를 서로 중첩시키고 합성 중합체 용액(polymeric solution of synthetic origin)을 침착(deposit)시켜서 제공된다. 상기 목적을 위해 양쪽 물질을 교대로 분무하는 스프레이가 이용되거나 선택적으로, 두 개의 물질을 동시에 전달하는 두 개의 스프레이들이 이용된다. 상기 물질들은, 원하는 조직 제품 또는 인공막과 동일한 기하학적 형상을 가진 지지체 위에 침착된다.

스프레이를 이용하여 상기 막을 제조하기 위한 장치의 예가 문헌 제WO200405477호에 공개된다.

상기 장치는, 각각의 공급원으로부터 생물학적 혼합물 성분을 끌어내는 복수 개의 스프레이들을 이용한다. 다음에, 상기 스프레이에 의해 공급되는 유체 물질들이 침착되는 원통형 지지 요소가 배열되어 원하는 막을 형성하는 코팅(coating)을 형성한다.

원통형 지지 요소는 고정된 회전축 주위를 운동학적으로 회전할 수 있고, 스프레이들은 상기 원통형 지지 요소의 회전축과 사실상 평행한 축을 따라 병진 운동하는 캐리지(carriage)에 의해 이동한다. 이렇게 하여, 공급된 유체 물질은 상기 지지 요소의 전체 표면에 침착될 수 있다.

그러나, 이해될 수 있는 것처럼, 상기 용액은 제조되어야 하는 막들이 곡률 반경이 크며 갑작스럽게 너무 변화하지 않는 표면을 가진 상대적으로 단순하고 규칙적인 형상을 가지는 경우에만 적용될 수 있다. 상기 막들은, 사실상 축대칭 형상을 가져서 지지 요소가 회전하는 동안 일정한 분무 유동을 유지해야 한다.

유사한 장치가 문헌 제WO2010136983호에 공개된다. 심지어 이 경우에서, 단순한 형상을 가진 생물학적 조직을 재생시킬 수 있는 생체적합성 구조를 제조하기 위한 장치가 이용된다.

상기 공개에도 불구하고, 생체적합성 인공 막 또는 조직을 제조하기 위한 상기 장치는, 오목하거나 볼록한 심장 패치, 타원형 심실, 종골 궤양을 위한 패치 또는 기관의 일부분과 같이 복잡한 형상을 가진 해부학적 보철 기구를 제공할 수 없다.

문헌 제US5376117호에 피하 이식체(subcutaneous implants)를 위한 유방 보철기구가 설명된다. 상기 보철 기구는, 생체적합성 중합체 재료의 미세공 없는 층 및 상기 미세공 없는 층을 덮어서 감싸는 다공성 외층을 포함한 외부쉘로 구성된다. 상기 외부 층은, 내부층에 생체 적합성 중합체 섬유들의 정전기적 증착(electrostatic deposit)에 의해 형성된다. 일단 삼차원 구조체가 구해지면, 보철 기구는 뒤집어지고 자신의 축 주위에서 회전하는 스핀들위에 배열되어 보철기구의 볼록 측부를 형성한다.

문헌 제US5376117호에 설명된 것과 유사한 공정에 의해 구해지는 유방 보철기구가 문헌 제2010/059834호에 공개된다.

그러나, 문헌 제US5376117호 및 문헌 제2010/059834호에 설명된 양쪽의 공정들은, 모델링된 형상의 정확한 정의(definition)를 보장할 수 없기 때문에, 복잡한 형상과 작은 허용오차를 가진 생체적합성 인공 막 및 조직을 생산하기에는 부적합하다.

본 발명의 목적은, 복잡한 형상 즉, 반드시 대칭 구조를 가질 필요는 없고 특히 서로 다른 곡률 반경을 가진 표면들을 가지며 생체적합성의 삼차원 대상물의 제조를 허용하는 장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 예비 설계된 모델을 복제하기 위해 높은 삼차원 정밀도를 가진 삼차원 대상물의 제조를 허용하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전체 생산 작업을 프로그램밍할 수 있어서 생산 작업이 자동으로 수행될 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적 및 다른 목적들을 달성하기 위해, 생체적합성의 삼차원 대상물을 제조하기 위한 장치에 의해 달성되고, 상기 장치는 매트릭스 표면을 가지며 코어라고도 하는 지지 몸체를 향해 적어도 하나의 생체적합성 유체 재료를 전달하여 상기 매트릭스 표면을 코팅하고 미리 정해진 두께를 가지는 코팅 층을 형성하도록 배열되는 적어도 하나의 전달 유닛을 포함하고, 상기 생체적합성 유체 재료는 복수 개의 입자들을 포함하며, 본 발명의 주요 특징에 의하면

상기 지지 몸체 및 상기 전달 유닛 사이에서 적어도 3의 자유도를 가지며 상대 운동을 발생시키기 위한 처리 유닛이 제공되어 상기 지지 몸체는 상기 생체적합성 유체 재료로 코팅되고 상기 지지 몸체의 매트릭스 표면을 복제하는 대상물 표면을 가진 삼차원 대상물을 형성하며,

흡입 및/또는 분출 유동을 발생시키기 위해 배열된 흡입 및/또는 분출 장치가 제공되고, 상기 흡입 및/또는 분출 유동은 상기 전달 유닛에 의해 공급된 상기 생체적합성 유체 재료의 잉여 입자들을 상기 지지 몸체로부터 분리된다. 이렇게 하여, 정해진 균일한 두께의 코팅 층을 매트릭스 표면 위에 증착시킬 수 있다. 본 발명에 의해 특히, 상기 매트릭스 표면의 코팅 단계 동안 적어도 3의 자유도를 가지며 상기 지지 몸체 및 상기 전달 유닛을 상대적으로 작동시킬 수 있어서, 상기 매트릭스 표면위에 생체적합성 유체 재료의 증착으로 고정밀도로 제어하고 증착된 유체 재료의 층 두께를 필요에 따라 정밀하게 조정할 수 있다.

상기 본 발명의 구성은, 상기 처리 유닛은 전달 유닛에 의해 제공되는 생체적합성 유체재료의 제트(jet)에 상기 지지 몸체의 매트릭스 표면을 노출시키고 상기 매트릭스 표면을 사실상 상기 제트와 수직으로 배열시킬 수 있기 때문에, 가능하다.

상기 유체 재료가 증착된 후에, 상기 코팅이 상기 지지 몸체로부터 분리되고 원하는 삼차원 대상물이 형성된다.

특히, 상기 처리 장치는, 4의 자유도, 유리하게 5의 자유도 선호적으로 6의 자유도를 가지며 상대 운동을 제공하도록 배열된다.

상기 처리 유닛은 연쇄 구조의 피봇 조인트를 가진 인간 형상의 로봇을 포함하고, 상기 연쇄 구조의 피봇 조인트는 고정 기저부에 연결된 하나의 단부 및 지지 기저부에 연결된 다른 하나의 단부를 가지며, 상기 지지 기저부에 대해 상기 지지 몸체 및/또는 상기 전달 유닛이 분리가능하게 장착되고, 상기 연쇄 구조의 피봇 조인트는 상기 지지 몸체 및/또는 상기 전달 유닛을 적어도 6의 자유도를 가지며 이동시키도록 배열되어, 원하는 삼차원 대상물을 형성할 때 상대적으로 높은 설계 정밀도를 제공하는 것이 유리하다.

선택적으로, 상기 처리 유닛은 복수 개의 기계식 액추에이터를 포함하고, 상기 복수 개의 액추에이터들 중 각각의 액추에이터는 고정 기저부와 연결된 하나의 단부 및 지지 기저부와 연결된 다른 하나의 단부를 가지며, 상기 지지 기저부에 대해 상기 지지 몸체 및/또는 상기 전달 유닛가 분리가능하게 장착될 수 있다.

특히, 상기 액추에이터들은,

- 공압 액추에이터,

- 유압 액추에이터,

- 전기식 액추에이터,

- 상기 액추에이터들의 조합 중에서 선택된다.

특히, 상기 흡인 장치는 고정식 흡인장치일 수 있다.

선택적으로, 상기 흡인 장치는 상기 흡인 장치를 이동시켜서 상기 처리 유닛의 처리작업 동안 상기 지지 몸체의 위치를 공간적으로 추종하도록 배열된 보조 이동 수단과 연결된 이동식 흡인 장치일 수 있다.

이렇게 하여, 생체적합성 유체 재료의 모든 잉여 입자들이 지지 몸체의 위치와 무관하게 제거될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 흡인 장치는,

상기 생체적합성 유체 재료의 잉여 입자들의 흡인을 최대화하기 위해, 상기 지지 기저부와 일체 구성되고 상기 지지 몸체를 횡방향으로 둘러싸도록 구성되는 흡인 후드 및,

상기 흡인 후드를 흡인 시스템과 공압적으로 연결하도록 배열된 흡인 튜브를 포함한다.

이렇게 하여, 상기 지지 몸체의 모든 위치에 대하여 상기 흡인 후드는 상기 생체적합성 유체 재료의 모든 잉여 입자들을 흡인하기 위한 최적 위치에 배열되기 때문에 보종 이동수단은 불필요해진다.

특히 상기 흡인 후드는,

토로이달(toroidal) 형상,

원통 형상,

튜브 형상 중에서 선택될 수 있다.

특히, 상기 흡인 시스템은, 모든 잉여 입자들의 저장실 또는 상기 잉여 입자들이 증착될 수 있는 필터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 흡인 또는 분출 유동은 상기 흡인 튜브의 상류위치에 배열된 압축기 또는 팬(fan)에 의해 발생될 수 있다.

상기 장치는 유리하게,

상기 지지 몸체를 향해 제1 생체적합성 유체 재료의 제1 제트(jet)를 전달하도록 배열된 제1 전달 유닛을 포함하고, 상기 제1 생체적합성 유체 재료는 합성 생체적합성 재료이며,

상기 지지 몸체를 향해 제2 생체적합성 유체 재료의 제2 제트를 전달하도록 배열된 제2 전달 유닛을 포함하고, 상기 제2 생체적합성 유체 재료는 비용매 특히, 물이다.

유리하게, 상기 제2 전달 유닛(111)은 상기 제2 전달 제트를 상기 지지 몸체(20)를 향하게 배열되어 상기 제2 전달 제트는 상기 제1 전달 제트 위에 중첩되고 상기 제1 전달 유닛에 의해 제1 전달 유닛(110)으로부터 상기 지지 몸체(20)위에 제공된 상기 합성 생체적합성 재료의 신속한 침착을 유도하고 실 모양의 삼차원 구조체를 형성한다.

특히 상기 장치는, 상기 생체적합성 유체 재료의 전달과정이 종료되면 상기 지지 몸체 상에 증착된 코팅 층을 압축 특히 가열하는 카운터 몰드를 포함하여, 삼차원 대상물의 기계적 특성이 개선될 뿐만 아니라 삼차원 대상물의 형상 마무리가 개선된다.

상기 장치는, 특히 용액으로 희석된 합성 및 생물학적인 제3 생체적합성 유체 재료를 전달하도록 배열된 제3 전달 유닛을 포함할 수도 있는 것이 선호된다.

특히, 생체적합성 유체 재료의 제트 전달을 각각 가지는 두 개 또는 세 개의 전달 유닛들의 경우에 있어서, 교대로 이루어지는 전달을 조합하기 위한 프로그램 수단이 제공된다. 이렇게 하여, 코팅 단계는 완전히 자동화되며 정상적인 조건에서 작업자의 모니터링을 요구하지 않는다.

형성된 코팅 층의 두께를 모니터링하여 코팅 층이 설계된 코팅 층의 두께와 일치하는 두게를 가지는 지를 시험하기 위한 제어 수단이 제공되는 것이 유리하다.

특히 설계된 코팅 층은 제어 캐드(CAD)에 의해 장치로 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 생체적합성의 삼차원 대상물을 제조하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 매트릭스 표면을 코팅하도록 구성된 미리 정해진 두께를 가지는 코팅 층을 형성하기 위하여 매트릭스 표면을 가지며 코어로 불리는 지지 몸체를 향해 적어도 하나의 생체적합성 유체 재료를 전달하는 단계를 포함하되, 상기 전달 단계는 적어도 하나의 전달 유닛을 이용하여 수행되며, 상기 생체적합성 유체 재료는 복수 개의 입자들을 포함하고, 상기 방법은
상기 지지 몸체가 상기 전달된 적어도 하나의 생체적합성 유체 재료로 코팅되어 상기 지지 몸체의 매트릭스 표면과 일치하는 대상물 표면을 갖는 삼차원 대상물을 형성하도록 복수의 기계식 액추에이터를 포함하는 처리 유닛에 의해 상기 지지 몸체와 상기 전달 유닛 사이에 적어도 3의 자유도에 따라 상대 운동을 수행하는 단계를 포함하고,

삭제

전달된 상기 생체적합성 유체 재료의 잉여 입자들을 상기 지지 몸체로부터 분리하는 분리 단계를 포함하고, 상기 분리 단계는 상기 코팅 층의 미리 정해진 두께를 균일하게 만들기 위해 흡입 및 분출 단계를 통해 수행되고, 상기 분리 단계는 흡입 및 분출 장치를 이용하여 수행된다.

상기 지지 몸체에 증착되는 상기 코팅 층을 압축, 특히 고온 압축하는 압축 단계가 제공된다. 상기 압축 단계는 상기 유체 재료의 전달 단계가 종료되면 수행된다.

본 발명이, 본 발명을 설명하며 본 발명을 제한하지 않고 첨부된 도면들에 관한 본 발명의 일부 실시예들에 관한 하기 설명에 의해 이해된다.

도 1은, 지지 몸체를 처리하도록 배열된 인간 형상의 로봇을 포함하고 본 발명을 따르는 장치의 실시예를 도시한 도면.
도 2는, 지지 몸체를 둘러싸도록 배열된 토로이달 형상의 후드를 포함하여 도 1의 실시예와 상이하고 본 발명을 따르는 장치의 실시예를 도시한 도면.
도 3은, 처리 장치가 인간 형상의 로봇을 포함하지 않지만 복수 개의 선형 액추에이터들을 포함하기 때문에도 2의 실시예와 상이하고 본 발명을 따르는 장치의 실시예를 도시한 도면.
도 4는, 코팅 층의 고온 몰딩을 허용하는 카운터 몰드를 도시한 도면.
도 5는, 생산공정으로부터 형성된 삼차원 대상물을 도시한 도면.
도 6a는, 심실에 부착된 심장 패치를 가진 심실을 도시한 도면.
도 6b는, 도 6a의 심장 패치를 발생시키는 지지체를 도시한 도면.

도 1을 참고할 때, 본 발명에 따르고 생체적합성의 삼차원 대상물(30)을 제조하기 위한 장치(100)의 실시예는, 운동학적 연쇄 구조의 피봇 조인트(133)들을 가지고 인간 형상을 가진 로봇(132)을 제공한다.

상기 연쇄 구조의 조인트(133)들은 일 단부에서 고정 기저부(134)에 구속되고 다른 단부에서 지지 기저부(131)에 구속되며, 상기 지지 기저부에 지지 몸체(20)가 분리가능하게 연결된다. 도 1에 도시된 연쇄 구조의 피봇 조인트(133)들은, 6의 자유도를 가지며 지지 몸체를 이동시키고 원하는 삼차원 대상물(30)을 발생시킬 때 최적의 정밀도를 허용한다.

도면에서, 3개의 서로 다른 생체적합성 유체 재료를 전달하도록 배열된 세 개의 전달 유닛(110, 111, 112)이 도시된다. 특히, 제1 전달 유닛(110)은 지지 몸체(20)를 향해 합성의 생체적합성 재료의 제트(jet)를 전달한다. 상기 제2 전달 유닛(111)은 예를 들어, 물과 같은 비용매(non solvent)의 제트를 전달하고 제1 전달 유닛(110)에 의해 발생된 제트에 대해 중첩시켜서, 상기 제1 전달 유닛(110)에 의해 지지 몸체(20) 상에 공급된 상기 생체 고분자(biopolymeric) 재료를 신속하게 침착시키고 실 모양(filamentous)의 삼차원 구조체를 구할 수 있다. 마지막으로 제3 전달 유닛은, 용액 속에서 희석된 제3 생체적합성 유체 재료, 특히 또 다른 합성이거나 생물학적인 생체적합성 재료를 전달한다.

각각의 전달 유닛(110, 111, 112)은 또한 (도면에 도시되지 않지만 실린더- 피스톤 기구가 유리한) 유압 회로를 가지고, 상기 유압 회로는 밸브 및 펌프와 함께 상기 생체적합성 유체 재료를 포함한 공급원에 각각의 전달 유닛을 연결하는 덕트들을 포함한다.

상기 실시예에서, 흡인 및/또는 분출 유동(blowing current)을 발생시키는 흡인 및/또는 분출 유닛(120)이 추가로 제공된다. 이렇게 하여, 상기 흡인 및/또는 분출 유닛(120)에 의해 코팅 층(35)의 두께를 평평하게(level) 구성하고 상기 전달 유닛(110, 111, 112)에 의해 공급된 생체적합성 유체 재료의 잉여 입자들을 상기 지지 몸체(20)로부터 제공할 수 있다.

상기 흡인 및/또는 분출 유닛(120)은, 핸들링 유닛(130)의 처리 단계 동안 상기 흡인 및/또는 분출 유닛(120)이 지지 몸체(20)의 위치를 공간적으로 따르도록 보조 이동 수단(140)에 의해 공간적으로 이동한다.

도 2에 도시된 제2 실시예는 상기 흡인 및/또는 분출 유닛(120)의 형태와 상이함에 따라 도 1의 실시예와 서로 상이하다.

상기 실시예에서 사실상, 장치(120)는 토로이달 형상의 흡인 후드(suction hood, 121)를 포함하고, 상기 흡인 후드는 지지 기저부(131)와 일체로 구성되며 지지 몸체(20)를 횡방향으로 둘러싸도록 구성된다. 다음에, 상기 흡인 후드(121)는 흡인 튜브(122)와 연결되고 다음에 상기 흡인 후드(121)를 흡인 유동을 발생시키기 위해 압축기를 가진 흡인 시스템(123) 및 분산된 유체 재료의 잉여 입자들을 포함한 저장 공급원과 공압으로 연결시킨다.

선택적으로 도면들에 도시되지 않은 실시예에서, 상기 장치(120)는 전달된 유체 재료의 잉여 입자들을 제거하기 위해 분출 유동을 발생시키는 압축기를 포함한 분출 장치를 포함하는 것이 선호된다.

이렇게 하여, 처리 유닛(130)이 어떤 위치에 있든지 상기 토로이달 형상의 흡인 후드(121)가 상기 지지 몸체(20)를 횡방향으로 둘러싸기 때문에, 도 2의 장치는 도 1의 실시예와 같이 보조 처리 유닛(140)을 포함하는 것이 불필요하다.

도 3의 실시예에서, 처리 유닛(130)은 상기 도면들에 도시된 인간 형상의 로봇(132)을 포함하는 것이 아니라 복수 개의 선형 액추에이터(133)들을 포함하며, 상기 선형 액추에이터들은 한쪽 단부에서 고정 기저부(134)에 연결되고 다른 한쪽 단부에서 지지 기저부(131)에 연결된다. 지지 몸체(20)는 앞서 설명한 실시예들과 같이 지지 기저부(131)와 분리가능하게 연결된다.

상기 처리 유닛은, 상대적으로 좁은 처리 범위를 갖더라고 인간 형상 로봇과 동일한 자유도를 가질 수 있다.

상기 해결책에 의해 단점이 상당히 감소되는 장점이 제공된다.

도 4를 참고할 때, 상기 전달 유닛(110, 111, 112)에 의해 증착되는 코팅 층(35)을 카운터 몰드(150)를 이용하여 압축 특히, 고온 압축(hot pressing)하는 단계가 도시된다. 다음에 상기 코팅 층(35)은 지지 몸체(20)로부터 분리되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 사실상 생체적합성의 최종 삼차원 대상물(30)을 형성한다.

고온 압축과정 때문에 상기 삼차원 대상물(30)이 갖는 형상의 최적 마무리가 제공될 수 있어서, 상기 형상은 예를 들어, 캐드(CAD) 등에 의해 제공된 설계 패치 형상과 가장 근사하게 된다.

상기 압축 작업에 의해 모든 설계 기준에 도달하는 개선된 기계적 특성들이 상기 삼차원 대상물(30)에 제공된다. 도 1 내지 도 5에 도시되고 설명된 바와 같이, 장치(100)는 생체적합성을 가진 모든 형상의 삼차원 대상물(30)을 제공한다.

삭제

특히, 사면체 또는 원뿔과 같은 단순하고 규칙적인 형상 및, 오목하거나 볼록한 패치 또는 타원형 패치와 같이 간단하게 가공될 수 없는 표면 및/또는 불규칙한 형상을 가진 생체적합성의 삼차원 대상물(30)이 제조될 수 있다. 또한, 서로 다른 곡률 반경 및/또는 서로 다른 각을 가진 표면들을 포함한 생체적합성의 삼차원 대상물(30)이 제공될 수 있다.

삭제

도 6a를 참고할 때, 생체적합성의 삼차원 대상물(30) 특히 내측 부분(30a) 및 외측 부분(30b)으로 구성된 심장 패치가 장착되는 인간 심장의 심실이 도시된다. 도 6b를 참고할 때, 지지부(20)를 포함한 장치(100)의 일부분으로부터 도 6a의 심장 패치의 내측 부분(30a)이 형성된다.

삭제

특정 실시예에 관한 상기 설명은 본 발명을 개념적으로 완전히 개시하기 때문에, 최신 지식을 응용하여 상기 특정 실시예들은 추가적인 연구 없이 본 발명에 따라 다양한 적용예로 수정 및/또는 적응될 수 있고, 따라서 상기 적용예들과 수정예들은 상기 특정 실시예들과 동등한 것으로 고려되어야 한다. 이러한 이유로, 상기 서로 다른 기능들을 실현하기 위한 수단 및 재료들은 본 발명의 범위 내에서 서로 다른 특징을 가질 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 표현과 용어들은 설명을 위한 것이며 본 발명을 제한하지 않는다.

상기 적용예는, 2008년, 1.5 내지 1.6 라인 B- 31/12/2008의 수행 조항 6744, R.T. 재정, R&D 단독 발표로 인정된 "혈관형성(angiogenesis)을 자극하기 위한 피브린(fibrin) 기초의 나노구조 재료 및 혈소판 인자(platelet factor)"에 관한 MBP 프로젝트와 관련된다.

30......삼차원 대상물,
21......매트릭스 표면,
20......지지 몸체,
35......코팅 층,
110, 111, 112......전달 유닛,
130......처리 유닛.

Claims

생체적합성의 삼차원 대상물(30)을 제조하기 위한 장치(100)로서, 상기 장치(100)는
매트릭스 표면(21)을 가지며 코어라고도 하는 지지 몸체(20)를 향해 적어도 하나의 생체적합성 유체 재료를 전달하여 상기 매트릭스 표면(21)을 코팅하고 미리 정해진 두께의 코팅 층(35)을 형성하도록 배열되는 적어도 하나의 전달 유닛(110, 111, 112)을 포함하고, 상기 생체적합성 유체 재료는 복수 개의 입자들을 포함하고,
상기 장치(100)는 상기 지지 몸체(20)와 상기 전달 유닛(110, 111, 112) 사이에서 적어도 3의 자유도에 따라 상대 운동을 수행하도록 배열된 처리 유닛(130)을 포함하여 상기 지지 몸체(20)가 상기 지지 몸체(20)의 매트릭스 표면(21)과 일치하는 대상물 표면(31)을 갖는 삼차원 대상물을 형성하도록 생체적합성 유체 재료로 코팅되고,
상기 장치(100)는 흡입 및 분출 유동을 발생시키기 위해 배열된 흡입 및 분출 장치(120)를 추가로 포함하고, 상기 흡입 및 분출 유동은 상기 전달 유닛(110, 111, 112)에 의해 공급된 상기 생체적합성 유체 재료의 잉여 입자들을 상기 지지 몸체(20)로부터 분리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 처리 유닛(130)은 연쇄 구조의 피봇 조인트(133)를 가진 인간 형상의 로봇(132)을 포함하고, 상기 연쇄 구조의 피봇 조인트(133)는 고정 기저부(134)에 연결된 하나의 단부 및 지지 기저부(131)에 연결된 다른 하나의 단부를 가지며, 상기 지지 기저부에 대해 상기 지지 몸체(20) 또는 상기 전달 유닛(110, 111, 112)이 분리가능하게 장착되고, 상기 연쇄 구조의 피봇 조인트(133)는 상기 지지 몸체(20) 또는 상기 전달 유닛(110, 111, 112)을 적어도 6 자유도를 가지며 이동시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 처리 유닛(130)은 복수 개의 선형 액추에이터(133)를 포함하고, 상기 복수 개의 액추에이터들 중 각각의 액추에이터(133')는 고정 기저부(134)와 연결된 하나의 단부 및 지지 기저부(131)와 연결된 다른 하나의 단부를 가지며, 상기 지지 기저부에 대해 상기 지지 몸체(20) 또는 상기 전달 유닛(110, 111, 112)이 분리가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 흡입 및 분출 장치(120)는 고정식 흡입 및 분출 장치인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 흡입 및 분출 장치(120)는 상기 흡입 및 분출 장치(120)를 이동시키기 위해 배열된 보조 이동 수단(140)과 연결된 이동식 흡입 및 분출 장치이고, 상기 처리 유닛(130)의 처리 작업 동안 상기 흡입 및 분출 장치(120)가 상기 지지 몸체(20)의 위치를 공간적으로 따르도록 상기 보조 이동 수단(140)이 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 흡입 및 분출 장치(120)는 생체적합성 유체 재료의 잉여 입자들의 흡인을 최대화하기 위해 지지 기저부(131)와 일체 구성되고 지지 몸체(20)를 횡방향으로 둘러싸도록 구성되는 흡인 후드(121) 및,
흡인 후드(121)를 흡인 시스템(123)과 공압적으로 연결하도록 배열된 흡인 튜브(122)를 포함하는 흡입 및 분출 장치인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 지지 몸체(20)를 향해 제1 생체적합성 유체 재료의 제1 제트를 전달하도록 배열된 제1 전달 유닛(110)이 제공되고, 상기 제1 생체적합성 유체 재료는 합성 생체적합성 재료이며,
상기 지지 몸체(20)를 향해 제2 생체적합성 유체 재료의 제2 제트를 전달하도록 배열된 제2 전달 유닛(111)이 제공되고, 상기 제2 생체적합성 유체 재료는 비용매이며, 상기 제2 전달 유닛(111)은 상기 제2 전달 제트를 상기 지지 몸체(20)를 향하게 배열되어 상기 제2 전달 제트는 상기 제1 전달 제트 위에 중첩되고 상기 제1 전달 유닛(110)으로부터 상기 지지 몸체(20)위에 제공된 상기 합성 생체적합성 재료의 신속한 침착을 유도하고 실 모양의 삼차원 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 상기 제2 생체적합성 유체 재료는 물인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 카운터 몰드(150)를 추가로 포함하고, 상기 카운터 몰드는 생체적합성 유체 재료의 전달이 종료되면 지지 몸체(20) 상에 증착된 코팅 층(35)을 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 제3 생체적합성 유체 재료를 전달하도록 배열된 제3 전달 유닛(112)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서, 상기 제3 생체적합성 유체 재료는 합성의 생체적합성 재료인 것을 특징으로 하는 장치.
생체적합성의 삼차원 대상물(30)을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
매트릭스 표면(21)을 코팅하는 미리 정해진 두께의 코팅 층(35)을 형성하기 위하여 매트릭스 표면(21)을 갖고 코어로 불리는 지지 몸체(20)를 향하여 적어도 하나의 생체적합성 유체 재료를 전달하는 단계를 포함하되, 상기 전달 단계는 적어도 하나의 전달 유닛(110, 111, 112)을 이용하여 수행되며, 상기 생체적합성 유체 재료는 복수 개의 입자를 포함하고,
상기 지지 몸체(20)가 상기 전달된 적어도 하나의 생체적합성 유체 재료로 코팅되어 상기 지지 몸체(20)의 매트릭스 표면(21)과 일치하는 대상물 표면(31)을 갖는 삼차원 대상물을 형성하도록 복수의 기계식 액추에이터를 포함하는 처리 유닛(130)에 의해 상기 지지 몸체(20)와 상기 전달 유닛(110, 111, 112) 사이에 적어도 3의 자유도에 따라 상대 운동을 수행하는 단계를 포함하고,
전달된 상기 생체적합성 유체 재료의 잉여 입자들을 상기 지지 몸체(20)로부터 분리하는 분리 단계를 포함하고, 상기 분리 단계는 상기 코팅 층(35)의 미리 정해진 두께를 균일하게 만들기 위해 흡입 및 분출 단계를 통해 수행되고, 상기 분리 단계는 흡입 및 분출 장치(120)를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 지지 몸체(20)에 증착되는 상기 코팅 층(35)을 압축하는 압축 단계를 포함하고, 상기 압축 단계는 상기 제1 또는 각 유체 재료의 전달 단계가 종료되면 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.