KR102271148B1 - 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치 - Google Patents

인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치에 관한 것으로, 복수개의 세포 조직이 배치된 하나의 세포 배양 모듈을 케이스 내부 공간에 삽입할 수 있도록 함으로써, 세포 배양 모듈의 케이스에 대한 삽입 작업이 용이하고 이 과정에서 오염 발생을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 정확한 독성 시험이 가능하고, 세포 배양 모듈을 케이스 본체에 삽입한 상태에서 케이스 커버를 케이스 본체에 결합함에 따라 세포 배양 모듈의 복수개 인서트 위치가 정위치 상태로 가이드 고정됨으로써, 복수개 인서트에 배치된 세포 조직에 대한 정확한 시험이 가능하고, 특히, 복수개 인서트의 내부 공간이 각각 독립적으로 밀봉 구획됨으로써, 각각의 세포 조직에 대해 상호 영향 없이 독립적인 시험이 가능한 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치를 제공한다.

Description

인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치{In-vitro Type Exposure Chamber for Testing Inhalation Toxicity of Particles}
본 발명은 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수개의 세포 조직이 배치된 하나의 세포 배양 모듈을 케이스 내부 공간에 삽입할 수 있도록 함으로써, 세포 배양 모듈의 케이스에 대한 삽입 작업이 용이하고 이 과정에서 오염 발생을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 정확한 독성 시험이 가능하고, 세포 배양 모듈을 케이스 본체에 삽입한 상태에서 케이스 커버를 케이스 본체에 결합함에 따라 세포 배양 모듈의 복수개 인서트 위치가 정위치 상태로 가이드 고정됨으로써, 복수개 인서트에 배치된 세포 조직에 대한 정확한 시험이 가능하고, 특히, 복수개 인서트의 내부 공간이 각각 독립적으로 밀봉 구획됨으로써, 각각의 세포 조직에 대해 상호 영향 없이 독립적인 시험이 가능한 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치에 관한 것이다.
20세기가 마이크로로 대별되는 시대였다면 21세기는 나노 시대라 할 수 있는데, 나노기술은 그 응용분야에 따라 나노소재와 나노소자, 그리고 환경 및 생명공학 기반기술 등으로 크게 분류할 수 있다.
이러한 나노기술은 원자나 분자단위의 극미세 물질을 인위적으로 조작하여 새로운 성질과 기능을 갖는 물질이나 장치를 만드는 것으로, 이는 오늘날 정보기술(Information Technology : IT) 및 기타 생명공학기술(biotechnology : BT)을 실현시키기 위한 하나의 최첨단 기술로 추앙받고 있는 실정이다.
하지만, 나노기술은 산업분야 전반에 걸쳐 새로운 기술혁명이라 인식될 정도로 많은 이로움과 유익함을 제공하는 것이기는 하나, 그 반면에 잠재적 위험성을 지니고 있는 것 또한 주지의 사실인 바, 이러한 잠재적 위험성은 바로 나노기술의 특성에 기인한다고 볼 수 있다.
즉, 작은 입자일수록 비표면적비는 넓어지고, 이와 같이 비표면적비가 넓어진 작은 입자는 생체조직과 반응시 독성이 증가하게 되는데, 그 일 예로서 이산화티타늄, 탄소분말, 디젤입자 등과 같은 몇 가지 나노입자는 크기가 줄어들수록 염증을 유발하는 등 독성이 강해진다는 것이 그동안의 학문적 실험을 통해 이미 밝혀진 사실이다. 또한, 초미세 나노입자는 기도나 점막에 걸러지지 않고 폐포 깊숙이 박히거나 뇌로 이동할 수도 있고, 더욱이 최근 여러 연구에 의하면 나노입자가 체내에 축적될 경우 질병이나 중추신경 장애를 일으킨다는 이론들이 보고되고 있다.
따라서, 최근에는 나노 기술의 발전과 함께 나노 기술에 대한 안정성 평가 또한 활발히 진행되고 있는데, 대표적으로 나노 입자가 인체에 흡입 축적되는 경우에 발생하는 독성에 대해 평가하는 나노 입자 흡입 독성 평가 시험이 다양한 실험 동물들을 상대로 연구되고 있다. 이러한 나노 입자 흡입 독성 평가 시험을 통해 얻어진 인체 유해성 자료들은 나노 섬유, 화장품, 반도체, 약물 전달체 등 산업 전반에 걸쳐 나노 입자에 대한 다양한 기초 자료로 활용되고 있다.
최근에는 이러한 나노 입자에 대한 흡입 독성 평가 뿐만 아니라 각종 유해 물질, 예를 들면, 미스트, 분진, 가스, 증기, 미세 입자, 초미세 입자, 스모그 등 호흡을 통해 신체에 유입되는 다양한 물질들에 대한 흡입 독성 평가가 진행되고 있으며, 이러한 흡입 독성 평가 시험은 대부분 동일한 방식으로 진행되고 있다. 이하에서는 나노 입자를 포함한 다양한 유해물질 입자들을 모두 통칭하여 유해물질 입자라고 기술한다.
이러한 유해물질 입자에 대한 흡입 독성 평가 시험은 일반적으로 유해물질 입자를 에어로졸 상태로 발생시켜 일정 크기의 흡입 챔버를 갖는 노출 챔버 장치에 공급하고, 노출 챔버 장치의 흡입 챔버에 실험 동물을 투입시켜 실험 동물이 호흡기를 통해 유해물질 입자를 흡입하도록 노출시킨 후 실험 동물의 다양한 변화 상태를 측정하는 방식으로 진행되고 있다.
이와 같이 시험 대상체인 실험 동물의 체내에서 수행되는 시험을 인비보(in-vivo) 시험이라 하고, 시험 대상체의 일부 조직 세포를 절개하거나 세포를 배양하여 별도의 시험관에서 조건을 조절하여 행하는 시험을 인비트로(in-vitro) 시험이라 하는데, 최근 OECD 국가를 중심으로 살아있는 생명체에 대한 실험을 규제하는 법안이 강화되고 있을 뿐만 아니라 동물에 대한 보호 차원에서 인비보 방식의 시험보다는 인비트로 방식의 시험이 더욱 요구되고 있다.
현재 일반적으로 사용되고 있는 인비트로 방식의 독성 평가 장치는, 시험 대상체의 조직 세포를 배양할 수 있는 세포 배양 장치와, 이러한 세포 배양 장치에 배양된 조직 세포에 유해물질 입자를 공급하여 노출시키는 노출 챔버 장치를 포함하여 구성되며, 시험 대상체의 조직 세포를 세포 배양 장치에 배양한 상태에서 유해물질 입자를 일정 시간 동안 노출시켜 조직 세포의 변화 상태를 살펴보는 방식으로 이루어진다.
세포 배양 장치는 일반적으로 하나의 배양웰이 형성된 하나의 웰 플레이트와, 세포 조직을 배치할 수 있도록 형성되어 배양웰에 삽입 안착되는 하나의 인서트를 포함하여 구성되며, 노출 챔버 장치는 이러한 세포 배양 장치를 내부에 수용할 수 있도록 형성되며, 유입 포트 및 배출 포트가 형성되어 내부에 수용된 세포 배양 장치의 세포 조직에 테스트 물질을 노출시킬 수 있도록 구성된다.
세포 배양 장치는 작업자에 의해 수작업으로 노출 챔버 장치에 삽입 안착되는데, 이 과정에서 세포 배양 장치가 작업자의 실수 등으로 인해 오염되면 독성 시험의 정확도가 저하되므로, 작업자는 세포 배양 장치를 노출 챔버 장치에 삽입하는 과정에서 매우 주의를 기울여야 한다. 특히, 웰 플레이트와 인서트가 하나씩 삽입 결합된 형태의 세포 배양 장치를 노출 챔버 장치에 복수개 삽입 안착하는 경우, 세포 배양 장치에 대한 오염 확률이 매우 높아지며, 그 삽입 위치를 작업자가 정확하게 유지시키기 어렵고, 복수개의 세포 배양 장치에 각각 독립적으로 테스트 물질을 노출시키기 어려워 독성 평가 결과의 정확도가 저하된다는 문제가 있다.
국내등록특허 제10-1160307호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 복수개의 세포 조직이 배치된 하나의 세포 배양 모듈을 케이스 내부 공간에 삽입할 수 있도록 함으로써, 세포 배양 모듈의 케이스에 대한 삽입 작업이 용이하고 이 과정에서 오염 발생을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 더욱 정확한 독성 시험이 가능한 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 세포 배양 모듈을 케이스 본체에 삽입한 상태에서 케이스 커버를 케이스 본체에 결합함에 따라 세포 배양 모듈의 복수개 인서트 위치가 정위치 상태로 가이드 고정됨으로써, 복수개 인서트에 배치된 세포 조직에 대한 정확한 시험이 가능하고, 특히, 복수개 인서트의 내부 공간이 각각 독립적으로 밀봉 구획됨으로써, 각각의 세포 조직에 대해 상호 영향 없이 독립적인 시험이 가능한 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 케이스의 벽체 내부에 온수 유로를 형성하여 온수를 공급할 수 있도록 함으로써, 케이스 내부 공간의 온도를 체온과 유사한 온도 범위로 유지시켜 케이스 내부 공간에 존재하는 세포 조직의 괴사 및 변형을 최소화할 수 있고, 이에 따라 더욱 정확한 독성 시험이 가능한 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 세포 배양액을 저장할 수 있도록 복수개의 배양웰이 형성된 웰 플레이트와, 바닥면에 세포 조직을 배치할 수 있도록 형성되어 상기 배양웰에 각각 삽입 안착되는 복수개의 인서트를 포함하는 세포 배양 모듈을 내부에 수용하고, 상기 인서트의 세포 조직에 테스트 물질을 노출시키는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치로서, 상기 세포 배양 모듈이 내부에 삽입 수용되도록 형성되며, 상기 세포 배양 모듈이 내부에 삽입 수용된 상태에서 각각의 인서트 내부 공간을 각각 밀봉되게 분리 구획하도록 형성되는 케이스; 복수개의 상기 인서트의 내부 공간에 테스트 물질을 각각 독립적으로 공급할 수 있도록 상기 케이스에 결합되는 복수개의 유입 포트; 및 복수개의 상기 인서트의 내부 공간을 각각 독립적으로 흡입할 수 있도록 상기 케이스에 결합되는 복수개의 흡입 배출 포트를 포함하고, 복수개의 상기 인서트에 배치된 세포 조직에 각각 독립적으로 테스트 물질을 노출시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치를 제공한다.
이때, 상기 케이스는 상기 세포 배양 모듈이 삽입 안착되도록 상면이 개방된 용기 형태의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 개방된 상면에 분리 가능하게 결합되는 케이스 커버를 포함하고, 상기 유입 포트 및 흡입 배출 포트는 상기 케이스 커버의 상면에 상향 돌출되게 결합될 수 있다.
또한, 상기 유입 포트에는 별도의 테스트 물질 발생 장치로부터 발생된 테스트 물질이 상기 인서트 내부 공간으로 유입 공급되도록 별도의 테스트 물질 주입관이 상기 인서트 내부 공간을 향해 돌출되게 관통 결합될 수 있다.
또한, 상기 세포 배양 모듈이 상기 케이스 본체에 삽입 안착된 후, 상기 케이스 커버가 상기 케이스 본체의 개방된 상면에 결합하도록 하향 이동하는 과정에서 상기 인서트의 위치를 고정 가이드하도록 상기 케이스 커버의 하면에는 가이드 플레이트가 하향 돌출되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 가이드 플레이트는 수평 단면 형상이 상기 케이스 본체의 측면 외측 방향으로 볼록하게 만곡진 형태로 오목한 내측면이 상기 인서트의 측면 일측에 밀착 접촉하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 가이드 플레이트의 하단부에는 끝단으로 갈수록 상기 케이스 본체의 측면에 근접하는 방향으로 경사지는 경사부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스 커버의 하면에는 상기 가이드 플레이트의 오목한 내측면과 대향되는 위치에 하향 돌출되는 단턱 돌기가 형성되며, 상기 단턱 돌기는 상기 케이스 커버가 상기 케이스 본체에 결합 완료한 상태에서 상기 인서트의 측면 타측에 밀착 접촉하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스 커버의 하면에는 상기 케이스 커버가 상기 케이스 본체에 결합 완료한 상태에서 상기 인서트의 상단 가장자리 둘레와 밀착 접촉하며 상기 인서트의 내부 공간을 각각 밀봉하는 실링 부재가 장착될 수 있다.
또한, 상기 가이드 플레이트는 상기 케이스 커버가 상기 케이스 본체에 결합 완료한 상태에서 그 끝단이 상기 웰 플레이트의 배양웰 내부 공간에 위치하도록 형성되며, 상기 가이드 플레이트의 내부에는 상기 배양웰에 세포 배양액을 주입할 수 있도록 배양액 주입 유로가 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스 본체의 벽체 내부 및 상기 케이스 커버의 벽체 내부 중 적어도 어느 하나에는 별도의 온수 공급 장치로부터 공급되는 온수가 유동할 수 있도록 온수 유로가 형성될 수 있다.
또한, 상기 온수 유로는 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수개의 세포 조직이 배치된 하나의 세포 배양 모듈을 케이스 내부 공간에 삽입할 수 있도록 함으로써, 세포 배양 모듈의 케이스에 대한 삽입 작업이 용이하고 이 과정에서 오염 발생을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 더욱 정확한 독성 시험이 가능한 효과가 있다.
또한, 세포 배양 모듈을 케이스 본체에 삽입한 상태에서 케이스 커버를 케이스 본체에 결합함에 따라 세포 배양 모듈의 복수개 인서트 위치가 정위치 상태로 가이드 고정됨으로써, 복수개 인서트에 배치된 세포 조직에 대한 정확한 시험이 가능하고, 특히, 복수개 인서트의 내부 공간이 각각 독립적으로 밀봉 구획됨으로써, 각각의 세포 조직에 대해 상호 영향 없이 독립적인 시험이 가능한 효과가 있다.
또한, 케이스의 벽체 내부에 온수 유로를 형성하여 온수를 공급할 수 있도록 함으로써, 케이스 내부 공간의 온도를 체온과 유사한 온도 범위로 유지시켜 케이스 내부 공간에 존재하는 세포 조직의 괴사 및 변형을 최소화할 수 있고, 이에 따라 더욱 정확한 독성 시험이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 3은 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 결합 과정을 설명하기 위해 도 1의 "B-B"선을 따라 취한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 커버에 대한 저면 사시도,
도 7은 도 3의 "C-C"선을 따라 취한 단면도,
도 8은 도 3의 "D-D"선을 따라 취한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 결합 과정을 설명하기 위해 도 1의 "B-B"선을 따라 취한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 커버에 대한 저면 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치는 세포 조직이 각각 배치된 복수개의 인서트를 포함하는 세포 배양 모듈을 내부에 수용하고 각각의 세포 조직에 테스트 물질을 노출시키는 장치로서, 케이스(100)와, 유입 포트(200)와, 흡입 배출 포트(300)를 포함하여 구성된다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 노출 챔버 장치에 적용되는 세포 배양 모듈(400)은, 세포 배양액(S)을 각각 저장할 수 있도록 복수개의 배양웰(411)이 형성된 웰 플레이트(410)와, 바닥면에 세포 조직(T)을 배치할 수 있도록 형성되어 복수개의 배양웰(411)에 각각 삽입 안착되는 복수개의 인서트(420)를 포함하여 구성된다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 웰 플레이트(410)에 6개의 배양웰(411)이 형성되며, 6개의 배양웰(411)에 각각 세포 조직(T)이 배치된 인서트(420)가 삽입 안착되는 형태로 구성될 수 있다.
각 인서트(420)에 배치된 세포 조직(T)은 배양웰(411)에 삽입 안착된 상태에서 배양웰(411)에 저장된 세포 배양액(S)을 통해 배양되고, 이 상태로 케이스(100)의 내부 공간에 삽입 수용된다. 이때, 작업자는 하나의 웰 플레이트(410)를 운반하는 방식으로 복수개의 세포 조직(T)을 케이스(100)의 내부 공간에 삽입 수용할 수 있다. 따라서, 세포 배양 모듈(400)의 노출 챔버 장치에 대한 삽입 수용 작업이 작업이 상대적으로 용이하며, 오염 가능성이 최소화되어 독성 시험에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.
케이스(100)는 세포 배양 모듈(400)이 내부에 삽입 수용되도록 형성되며, 세포 배양 모듈(400)이 내부에 삽입 수용된 상태에서 각각의 인서트(420) 내부 공간을 각각 밀봉되게 분리 구획하도록 형성된다.
유입 포트(200)는 복수개 구비되어 복수개의 인서트(420) 내부 공간에 테스트 물질(P)을 각각 독립적으로 공급할 수 있도록 케이스(100)에 결합되며, 흡입 배출 포트(300) 또한 복수개 구비되어 복수개의 인서트(420) 내부 공간을 각각 독립적으로 흡입할 수 있도록 케이스(100)에 결합된다.
이러한 구조에 따라 복수개의 인서트(420)에 배치된 세포 조직(T)에 각각 독립적으로 테스트 물질(P)을 노출시킬 수 있다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 케이스(100)는 세포 배양 모듈(400)이 삽입 안착되도록 상면이 개방된 용기 형태의 케이스 본체(110)와, 케이스 본체(110)의 개방된 상면에 분리 가능하게 결합되는 케이스 커버(120)를 포함하여 구성된다. 케이스 본체(110)와 케이스 커버(120)는 내부 공간이 밀봉 상태가 되도록 상호 결합된다.
유입 포트(200) 및 흡입 배출 포트(300)는 각각 복수개씩 구비되어 케이스 커버(120)의 상면에 상향 돌출되게 결합된다. 각각의 유입 포트(200) 및 흡입 배출 포트(300)는 복수개의 인서트(420) 내부 공간에 각각 독립적으로 연통되게 배치된다.
유입 포트(200)에는 별도의 테스트 물질 발생 장치(미도시)로부터 발생된 테스트 물질(P)이 인서트(420) 내부 공간으로 유입 공급되도록 별도의 테스트 물질 주입관(210)이 인서트(420) 내부 공간을 향해 돌출되게 관통 결합된다. 이러한 테스트 물질 주입관(210)은 하단으로 갈수록 내부 유로가 증가하는 나팔관 형태로 형성될 수 있으며, 테스트 물질 주입관(210)의 하단과 인서트(420)의 바닥면과의 높이가 조절될 수 있도록 케이스 커버(120)에 높이 조절 가능하게 결합될 수 있다.
이러한 테스트 물질 주입관(210)을 통해 인서트(420)의 세포 조직(T)을 향해 공급되는 테스트 물질(P)은 흡입 배출 포트(300)를 통해 외부로 배출된다. 흡입 배출 포트(300)는 케이스 커버(120)에 상향 돌출되게 형성되는데, 케이스 커버(120)의 하면에는 테스트 물질 주입관(210)의 주변 둘레를 따라 복수개의 흡입홀(311)이 형성되고, 케이스 커버(120)의 벽체 내부에는 복수개의 흡입홀(311)로부터 각각 상향 연장되어 흡입 배출 포트(300)에 연결되는 흡입 유로(310)가 형성된다.
이에 따라, 테스트 물질 주입관(210)을 통해 공급되는 테스트 물질(P)은 균일한 분포로 확산되어 세포 조직(T)을 향해 공급되고, 이후 복수개의 흡입홀(311) 및 흡입 유로(310)를 통해 균일하고 원활하게 흡입되어 흡입 배출 포트(300)를 거쳐 외부 배출된다. 따라서, 테스트 물질(P)이 세포 조직(T)에 더욱 균일한 분포 상태로 노출되므로, 독성 평가 시험의 정확도가 향상된다.
한편, 세포 배양 모듈(400)을 케이스(100)의 내부 공간에 삽입 수용하는 과정은, 케이스 커버(120)를 케이스 본체(110)로부터 분리 제거한 상태로 세포 배양 모듈(400)을 케이스 본체(110)에 삽입 안착하고, 이 상태에서 케이스 커버(120)를 케이스 본체(110)의 상면에 결합하는 방식으로 진행된다.
케이스 커버(120)를 케이스 본체(110)의 상면에 결합하는 과정에서 세포 배양 모듈(400)의 복수개 인서트(420)가 정확한 위치에 배치되지 않으면, 케이스 커버(120)에 장착된 유입 포트(200)와 인서트(420)의 상대 위치가 변화하게 되므로, 유입 포트(200)를 통한 테스트 물질(P)의 주입 상태가 변화하게 되어 시험 정확도가 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노출 챔버 장치는 세포 배양 모듈(400)이 케이스 본체(110)에 삽입 안착된 후, 케이스 커버(120)가 케이스 본체(110)의 개방된 상면에 결합하도록 하향 이동하는 과정에서 인서트(420)의 위치를 고정 가이드하도록 케이스 커버(120)의 하면에 가이드 플레이트(150)가 하향 돌출되게 형성된다.
인서트(420)의 외부 직경은 배양웰(411)의 내부 직경보다 작게 형성되므로, 인서트(420)가 배양웰(411)에 삽입된 상태에서 인서트(420)는 일정 구간 이동할 수 있는데, 케이스 커버(120)가 케이스 본체(110)와 결합을 위해 하향 이동하는 과정에서 가이드 플레이트(150)가 인서트(420)의 측면에 접촉하며 인서트(420)를 정위치에 가이드하게 된다.
이러한 가이드 플레이트(150)는 도 6에 도시된 바와 같이 수평 단면 형상이 케이스 본체(110)의 측면 외측 방향으로 볼록하게 만곡진 형태로 오목한 내측면이 인서트(420)의 측면 일측에 밀착 접촉하도록 형성된다. 또한, 가이드 플레이트(150)가 하향 이동하는 과정에서 인서트(420)의 측면과 접촉하며 원활하게 가이드할 수 있도록 가이드 플레이트(150)의 하단부에는 끝단으로 갈수록 케이스 본체(110)의 측면에 근접하는 방향으로 경사지는 경사부(150a)가 형성될 수 있다.
또한, 이러한 가이드 플레이트(150)는 인서트(420)의 일측 방향 측면과 접촉하도록 하나의 인서트(420)에 대해 1개만 형성될 수 있으며, 이에 대응하여 인서트(420)의 위치를 고정시킬 수 있는 단턱 돌기(160)가 케이스 커버(120)의 하면에 형성될 수 있다.
단턱 돌기(160)는 케이스 커버(120)의 하면에 가이드 플레이트(150)의 오목한 내측면과 대향되는 위치에 하향 돌출되게 형성되며, 케이스 커버(120)가 케이스 본체(110)에 결합 완료한 상태에서 인서트(420)의 타측 방향 측면과 밀착 접촉하도록 형성될 수 있다. 이러한 단턱 돌기(160)는 케이스 커버(120)의 결합을 위한 하향 이동 과정에서 인서트(420)의 위치를 가이드하기 위한 것이 아니라 케이스 커버(120)가 케이스 본체(110)에 결합 완료한 상태에서 가이드 플레이트(150)와 함께 인서트(420)의 위치를 고정하기 위한 것으로, 가이드 플레이트(150)와 비교하여 하향 돌출 높이가 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
이와 같이 가이드 플레이트(150)와 단턱 돌기(160)가 형성됨에 따라 케이스 커버(120)가 케이스 본체(110)에 결합 완료되면, 복수개의 배양웰(411)에 각각 삽입 안착된 인서트(420)는 가이드 플레이트(150)와 단턱 돌기(160)에 의해 양측면이 접촉되며 정위치에 고정된다.
한편, 가이드 플레이트(150)는 케이스 커버(120)가 케이스 본체(110)에 결합 완료한 상태에서 그 끝단이 웰 플레이트(410)의 배양웰(411) 내부 공간에 위치하도록 형성되며, 가이드 플레이트(150)의 내부에는 배양웰(411)에 세포 배양액(S)을 주입할 수 있도록 배양액 주입 유로(151)가 형성될 수 있다. 이를 통해 케이스(100) 내부에 수용된 세포 배양 모듈(400)의 배양웰(411)에 세포 배양액(S)을 추가로 주입할 수 있어 노출 시험을 중단하거나 케이스(100)를 개방하지 않고도 편리하게 세포 배양액(S) 추가 작업이 가능하다.
케이스 커버(120)의 벽체 내부에는 이러한 배양액 주입 유로(151)와 연통되게 내부 연통 유로(152)가 형성되며, 내부 연통 유로(152)는 일단이 외부 공간에 개방되도록 형성되고, 내부 연통 유로(152)의 외부 개방된 일단에는 별도의 마감캡(153)이 분리 가능하게 결합되어 내부 연통 유로(152)를 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 따라서, 배양웰(411)에 세포 배양액(S)을 추가 주입하고자 하는 경우, 마감캡(153)을 분리하여 내부 연통 유로(152)를 개방하고, 별도의 배양액 주입 장치(미도시)를 내부 연통 유로(152)에 연결하여 세포 배양액(S)을 주입하면, 세포 배양액(S)이 내부 연통 유로(152)를 통해 가이드 플레이트(150)의 배양액 주입 유로(151)를 거쳐 배양웰(411) 내부 공간으로 주입된다.
한편, 케이스 커버(120)의 하면에는 케이스 커버(120)가 케이스 본체(110)에 결합 완료한 상태에서 인서트(420)의 상단 가장자리 둘레와 밀착 접촉하며 인서트(420)의 내부 공간을 각각 밀봉하는 실링 부재(140)가 장착된다. 실링 부재(140)는 인서트(420)의 형상에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 링 형태로 형성될 수 있다.
이러한 구조에 따라 케이스 커버(120)가 케이스 본체(110)에 결합 완료하면, 실링 부재(140)가 인서트(420)의 상단 가장자리 둘레와 밀착 접촉하며 각 인서트(420) 내부 공간을 밀봉하게 되므로, 복수개의 인서트(420) 내부 공간이 각각 밀봉된 상태로 분리 구획된다.
따라서, 유입 포트(200)를 통해 인서트(420) 내부 공간에 테스트 물질(P)을 노출시키게 되면, 각각의 인서트(420) 내부 공간에 대해 테스트 물질(P)이 독립적으로 공급되므로, 각 인서트(420)의 세포 조직(T)에 대해 상호 영향 없이 독립적인 독성 평가 시험이 가능하다.
한편, 세포 배양 모듈(400)을 케이스(100) 내부에 수용한 상태로 테스트 물질(P)을 세포 조직(T)에 노출시키는 시험 과정을 일정 시간 동안 진행하는 과정에서, 세포 배양 모듈(400)에 존재하는 세포 조직(T)이 체내 환경과 다른 환경에 노출되므로, 시험 과정에서 세포 조직(T)이 괴사하거나 변화가 발생할 수 있다. 따라서, 케이스(100) 내부 공간의 환경이 체내 환경과 유사하게 유지되도록 하는 것이 바람직한데, 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스(100)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 케이스 본체(110)의 벽체 내부 및 케이스 커버(120)의 벽체 내부에 별도의 온수 공급 장치(미도시)로부터 공급되는 온수가 유동할 수 있도록 온수 유로(130)가 형성된다.
온수 유로(130)는 벽체 내부에서 상대적으로 긴 유로를 갖도록 지그재그 형태로 형성될 수 있으며, 온수 유로(130)의 일단에는 온수 유입 포트(131)가 장착되고, 타단에는 온수 배출 포트(132)가 장착된다.
이와 같이 케이스 벽체 내부에 온수 유로(130)가 형성되고, 온수 유로(130)를 통해 온수를 공급함으로써, 케이스(100) 내부 공간의 온도를 체온과 유사한 온도 범위로 유지시킬 수 있고, 이에 따라 케이스(100) 내부 공간에 존재하는 세포 배양 모듈(400)의 세포 조직(T)의 괴사 및 변형을 방지하여 더욱 정확한 시험 결과을 얻을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 케이스
110: 케이스 본체
120: 케이스 커버
130: 온수 유로
140: 실링 부재
150: 가이드 플레이트
151: 배양액 주입 유로
160: 단턱 돌기
200: 유입 포트
210: 테스트 물질 주입관
300: 흡입 배출 포트
400: 세포 배양 모듈
410: 웰 플레이트
411: 배양웰
420: 인서트

Claims (11)

  1. 세포 배양액을 저장할 수 있도록 복수개의 배양웰이 형성된 웰 플레이트와, 바닥면에 세포 조직을 배치할 수 있도록 형성되어 상기 배양웰에 각각 삽입 안착되는 복수개의 인서트를 포함하는 세포 배양 모듈을 내부에 수용하고, 상기 인서트의 세포 조직에 테스트 물질을 노출시키는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치로서,
    상기 세포 배양 모듈이 내부에 삽입 수용되도록 형성되며, 상기 세포 배양 모듈이 내부에 삽입 수용된 상태에서 각각의 인서트 내부 공간을 각각 밀봉되게 분리 구획하도록 형성되는 케이스;
    복수개의 상기 인서트의 내부 공간에 테스트 물질을 각각 독립적으로 공급할 수 있도록 상기 케이스에 결합되는 복수개의 유입 포트; 및
    복수개의 상기 인서트의 내부 공간을 각각 독립적으로 흡입할 수 있도록 상기 케이스에 결합되는 복수개의 흡입 배출 포트
    를 포함하고, 복수개의 상기 인서트에 배치된 세포 조직에 각각 독립적으로 테스트 물질을 노출시킬 수 있으며,
    상기 케이스는
    상기 세포 배양 모듈이 삽입 안착되도록 상면이 개방된 용기 형태의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 개방된 상면에 분리 가능하게 결합되는 케이스 커버를 포함하고,
    상기 유입 포트 및 흡입 배출 포트는 상기 케이스 커버의 상면에 상향 돌출되게 결합되며,
    상기 세포 배양 모듈이 상기 케이스 본체에 삽입 안착된 후, 상기 케이스 커버가 상기 케이스 본체의 개방된 상면에 결합하도록 하향 이동하는 과정에서 상기 인서트의 위치를 고정 가이드하도록 상기 케이스 커버의 하면에는 가이드 플레이트가 하향 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입 포트에는 별도의 테스트 물질 발생 장치로부터 발생된 테스트 물질이 상기 인서트 내부 공간으로 유입 공급되도록 별도의 테스트 물질 주입관이 상기 인서트 내부 공간을 향해 돌출되게 관통 결합되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트는 수평 단면 형상이 상기 케이스 본체의 측면 외측 방향으로 볼록하게 만곡진 형태로 오목한 내측면이 상기 인서트의 측면 일측에 밀착 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트의 하단부에는 끝단으로 갈수록 상기 케이스 본체의 측면에 근접하는 방향으로 경사지는 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 케이스 커버의 하면에는 상기 가이드 플레이트의 오목한 내측면과 대향되는 위치에 하향 돌출되는 단턱 돌기가 형성되며, 상기 단턱 돌기는 상기 케이스 커버가 상기 케이스 본체에 결합 완료한 상태에서 상기 인서트의 측면 타측에 밀착 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스 커버의 하면에는 상기 케이스 커버가 상기 케이스 본체에 결합 완료한 상태에서 상기 인서트의 상단 가장자리 둘레와 밀착 접촉하며 상기 인서트의 내부 공간을 각각 밀봉하는 실링 부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트는 상기 케이스 커버가 상기 케이스 본체에 결합 완료한 상태에서 그 끝단이 상기 웰 플레이트의 배양웰 내부 공간에 위치하도록 형성되며,
    상기 가이드 플레이트의 내부에는 상기 배양웰에 세포 배양액을 주입할 수 있도록 배양액 주입 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.
  10. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스 본체의 벽체 내부 및 상기 케이스 커버의 벽체 내부 중 적어도 어느 하나에는 별도의 온수 공급 장치로부터 공급되는 온수가 유동할 수 있도록 온수 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 온수 유로는 지그재그 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 인비트로 독성 시험용 유해물질 노출 챔버 장치.

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