KR102558002B1 - 필터 및 이를 포함하는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따른 필터 및 이를 포함하는 장치는, 필터와 상기 필터 상에 2차원 배열되는 복수의 기공을 포함한다. 2차원 배열되는 복수의 기공은, 소정의 방향으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 1 기공과 제 1 기공과 다른 방향으로 길쭉한 구조를 가지는 제 2 기공을 포함할 수 있다. 제 1 기공과 제 2 기공은 스트레스로 인한 크랙울 억제 또는 방지 할 수 있는 2차원 배열을 가질 수 있다.

Description

필터 및 이를 포함하는 장치{Filter and device including the filter}
본 개시는 필터 및 이를 포함하는 장치에 관한 것이다.
생체 물질을 필터링 하기 위해 다양한 부재 및 방법이 이용될 수 있다. 특히, 혈액 내 혈구 세포 중에서 백혈구를 나머지 혈구 세포로부터 분리하기 위한 부재가 연구되고 있다. 분리된 백혈구는 자가 치료 세포법을 비롯한 각종 치료 과정에 활용될 수 있다. 세포 치료 등에 필요한 일반적인 백혈구 분리 방법은 10 ml 이상의 부피를 가지는 혈액에서부터 백혈구를 빠른 시간 내에 분리하기에 어려움이 따른다.
예를 들어, 세포막의 성질 차이를 이용한 방법인 화학적 적혈구 용해법(Chemical Red blood cell lysis)은 중성(PH 7) 용액을 사용하여, 적혈구를 선별적으로 제거할 수 있으나, 분해된 적혈구의 잔해로 인한 백혈구의 오염이 발생 할 수 있다. 밀도차 구배법(Density-based sepeartion)은 피콜(Ficoll-paque) 등 특정한 밀도를 가진 용액을 사용하여 적혈구 층과 백혈구 층을 밀도 차이에 의해 분리시키는 방법으로 시간이 많이 소요되고, 연구자의 높은 능숙도가 요구 된다. 트랙 에칭 막(Track-etched membrane filter)은 기공(pore)의 분포가 고르지 못하여, 기공의 밀적율이 낮아 적혈구의 대량 분리에는 적합하지 못할 수 있다.
(특허문헌 0001) 국제공개공보 WO 1998-013131 A1 (1998.04.02)
본 개시는 우수한 성능을 갖는 필터 및 이를 포함하는 장치를 제공한다. 상대적으로 빠른 필터링 속도를 가지면서도 크랙을 방지할 수 있는 필터 및 이를 포함하는 장치를 제공한다.
본 개시의 일측면에 따른 필터는 이차원적으로 배열된 복수의 기공을 포함하고, 상기 복수의 기공을 이용해서 생체 물질을 필터링하도록 구성된다.
상기 복수의 기공은, 제 1 방향으로 연장되어 상기 제 1 방향에 수직한 방향보다 상기 제 1 방향으로 상대적으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 1 기공; 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상대적으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 2 기공;을 포함하고, 상기 제 2 기공의 장축 방향에 따른 단부는 상기 제 1 기공의 장변의 중앙부와 마주한다.
상기 제 1 기공 및 제 2 기공은 상기 제 1 방향 및 제 2 방향 각각으로 교대로 배열될 수 있다.
상기 제 1 기공의 장축 방향에 따른 단부는 상기 제 2 기공의 장변의 중앙부 또는 이와 인접한 영역과 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 제 2 기공의 상기 제 1 방향에 따른 일측 및 타측 각각에 한 쌍의 제 1 기공이 배치되고, 상기 제2 기공의 상기 제 2 방향에 따른 일측 및 타측 각각에 한 쌍의 제 1 기공이 배치될 수 있다.
상기 제 2 기공의 상기 제 1 방향에 따른 일측 및 타측 각각에 하나의 제 1 기공이 배치되고, 상기 일측에 배치된 제 1 기공의 장축 방향으로의 중심선과 상기 타측에 배치된 제 1 기공의 장축 방향으로의 중심선은 상기 제2 방향으로 상호 이격될 수 있다.
상기 복수의 기공은, 상기 복수의 제 1 기공 및 상기 복수의 제 2 기공 사이에 배치된 복수의 제 3 기공;을 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 기공은 상기 제 1 방향 및 제 1 방향으로 동일한 길이를 가질 수 있다.
상기 복수의 기공은 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 균일한 간격을 갖도록 배열 될 수 있다.
상기 제 1 기공 및 제 2 기공은 타원 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 기공 및 제 2 기공 각각의 단축 방향의 길이 대비 장축 방향의 길이 비율은 2.5 이상일 수 있다.
상기 제 1 기공 및 제 2 기공 각각의, 장축 방향의 길이는 10 ㎛ 내지 20 ㎛ 이고, 단축 방향의 길이는 4 ㎛ 내지 7 ㎛ 일 수 있다.
상기 제 1 기공과 제 2 기공 사이의 최단 거리는 4 ㎛ 내지 7 ㎛ 일 수 있다.
상기 복수의 기공이 분포된 필터 영역에서 상기 복수의 기공이 차지하는 면적의 비율은 30% 이상일 수 있다.
상기 필터는 평판 구조를 가질 수 있다.
상기 필터는 반도체 물질로 형성될 수 있다.
상기 필터는 무기물을 포함하는 리지드(rigid) 물질로 형성될 수 있다.
상기 생체 물질은 혈액을 포함하고, 상기 제 1 기공 및 제 2 기공은 상기 혈액에서 적혈구는 통과시키고, 백혈구는 통과시키지 못하도록 구성될 수 있다.
상기 필터의 하면에 이를 지지하는 지지 구조체가 구비되고, 상기 지지 구조체는 상기 필터의 하면을 노출시키는 적어도 하나의 개구부를 가질 수 있다.
다른 측면에 따른 필터는 이차원적으로 배열된 복수의 기공을 포함하고, 상기 복수의 기공을 이용해서 생체 물질을 필터링하도록 구성될 수 있으며, 상기 복수의 기공은, 제 1 방향으로 연장되어 상기 제 1 방향에 수직한 방향보다 상기 제 1 방향으로 상대적으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 1 기공; 및 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상대적으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 2 기공;을 포함하고, 상기 제 1 기공과 제 2 기공은 상기 제 1 방향 및 제 2 방향 각각으로 하나씩 교대로 배열될 수 있다.
상기 제 1 기공의 장축 방향에 따른 단부는 상기 제 2 기공의 장변의 중앙부와 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 제 2 기공의 장축 방향에 따른 단부는 상기 제 1 기공의 장변의 중앙부와 마주하도록 배치될 수 있다.
다른 측면에 따른 장치는, 상술한 내용에 따른 필터; 상기 필터에 생체 물질을 주입하기 위한 주입부; 및 상기 필터를 통과한 생체 물질을 수용하기 위한 수용부;를 포함하는 장치가 제공된다.
본 개시에 따른 필터 및 이를 포함하는 장치는 크랙의 연장을 방지할 수 있는 기공의 배열을 가지면서도 기공의 밀도가 높아 필터링 속도가 높을 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 필터 및 이를 포함하는 장치는 측정자의 숙련도에 관계없이 높은 재현성을 가지도록 구현될 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 필터 및 이를 포함하는 장치는 세포의 손상을 예방할 수 있다.
또한, 필터의 제작에 있어서 통상의 반도체 공정을 활용할 수 있으므로 제작이 용이하고 비용이 절감될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 필터를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 제 1 기공의 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 제 2 기공의 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 적혈구 및 백혈구의 종류 및 크기를 나타내는 도면이다.
도 5는 기공이 가질 수 있는 다양한 형태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 제 1 비교예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 제 2 비교예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 10의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 14의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다.
도 17은 도 16의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 18는 또 다른 실시예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다.
도 19a 및 19b는 일 실시예에 따른 필터구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 20a 및 20b는 상술한 실시예에 따른 필터를 포함하는 장치에 관한 사진이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 필터 및 이를 포함하는 장치에 대해 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성 및 설명의 편의성을 위해 다소 과장되어 있을 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 개시에서 사용되는 용어는 실시예들에서 구성요소들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시예에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 필터(100)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는 제 1 기공(120)의 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 3은 제 2 기공(130)의 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 4는 적혈구 및 백혈구의 종류 및 크기를 나타내는 도면이다. 도 5는 기공이 가질 수 있는 다양한 형태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 필터(100)는 이차원적으로 배열된 복수의 기공(120, 130)을 포함하고, 상기 복수의 기공(120, 130)을 이용해서 생체 물질을 필터링하도록 구성될 수 있다.
필터(100)는 평판 구조를 가질 수 있다. 필터(100)는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 필터(100)는 실리콘(Si)를 비롯한 4족 원소를 포함하는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 반도체 물질로 필터(100)를 제조할 경우, 통상적인 반도체 공정을 이용하여 기공(120, 130)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 필터(100)의 기공(120, 130)은 포토 리소그래피(photo lithography) 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 반도체 공정을 이용한 필터(100)의 형성은, 상대적으로 비용이 저렴하고, 대량 생산에 있어서 용이할 수 있다.
반도체 공정에 이용되는 실리콘 등의 물질은 탄성인 매우 낮은 취성(brittle) 물질으로, 탄성이 낮아 크랙이 발생할 가능성이 높아질 수 있다. 취성 파괴로 인해 발생된 크랙은 빠른 시간 안에 필터 표면 전체로 전파(crack propagation)될 수 있다. 본 실시예에 따른 필터(100)는 기공(120, 130)의 배열을 통해 취성 파괴로 인한 크랙의 전파를 방지할 수 있다.
표 1은 전자제판 등에 많이 사용되는 단결정 실리콘(monocrystalline silicon)을 비롯한 몇 개 재료의 영률(Young's modulus), 파괴 인성(fracture toughness)의 일반적인 값을 정리한 표이다.
Figure 112016015793893-pat00001
표 1을 참조하면, 필터(100)에서 일반적으로 사용될 수 있는 실리콘의 경우, 영률에 의거해 외압에 의한 소성 변형은 거의 없고 파괴 인성은 유리와 비슷한 수준임을 확인할 수 있다. 즉, 일정한 스트레스 한계를 넘어서면 필터(100)의 표면이 휘어지는 대신, 취성 파괴에 의하여 물질적으로 제일 취약한 기공(120, 130)과 그 외 부분간의 경계 지역에서부터 필터 표면이 깨지며 크랙이 발생할 수 있음을 예상할 수 있다. 본 실시예에 따른 필터(100)는 기공(120, 130)의 배열을 통해 필터(100) 자체의 여과 능력 훼손을 최소화할 수 있다.
필터(100)의 두께는 얇은 것이 필터링 기능에 유리할 수 있다. 필터(100)의 두께가 지나치게 두꺼우면 입자가 필터(100)을 통과하지 못하고 기공(120, 130)에 끼워(stuck)질 수 있기 때문이다. 포토리소그래피 공정에서 반도체 구조의 제작은 종횡비(aspect ratio)에 의해 제한되기에, 기공(120, 130)의 길이가 수㎛ 일 경우, 정밀한 공정을 위해 전체 두께는 수십㎛ 수준으로 제한될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 공정에 따라 종횡비는 다양한 비율을 가질 수도 있다. 필터(100)는 기공(120, 130)의 길이 대비 일정 비율 이상의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 필터(100)의 두께는 기공(120, 130)의 단축 방향 길이의 수 배 내지 그 이상 일 수 있다. 예를 들어, 필터(100)의 두께는 수㎛ 이상 또는 수십㎛ 이상일 수 있다. 일례로 필터(100)의 두께는 약 50 ㎛ 내외 일 수 있다.
기공(120, 130)은 복수의 제 1 기공(120) 및 복수의 제 2 기공(130)을 포함할 수 있다. 기공(120, 130)은 필터(100) 상에 2차원 배열되는 구멍을 의미할 수 있다. 기공(120, 130)의 단면의 형태 및 길이 요소는 입자를 통과시킬지 여부를 결정하는 요소이다. 도 1을 참조하면, 입자 1 내지 입자7에 있어서, 기공(120, 130)의 단면보다 작은 단면을 가지는 입자1 및 입자2만이 필터(100)을 통과하고, 나머지 입자3 내지 입자7은 필터(100)를 통과할 수 없다.
도 2를 참조하면, 제 1 기공(120)은 제 1 방향을 따라 상대적으로 길쭉한 모양의 기공일 수 있다. 제 1 기공(120)은 제 1 방향을 따른 장축의 길이가 상기 제 1 방향에 수직한 방향에 따른 단축의 길이보다 길 수 있다. 이러한 제 1 기공(120)의 형태는 제 1 기공(120)의 개수 대비 면적의 비율을 높여, 필터(100)의 필터링 효율을 향상시키고자 함이다. 예를 들어, 제 1 기공(120)의 단축 방향의 길이 대비 장축 방향의 길이 비율은 2.5 이상일 수 있다. 예를 들어, 제 1 기공(120)의 장축과 단축의 교차점은 제 1 기공(120)의 중심점(CM) 일 수 있다. 예를 들어, 중심점은 무게중심(Center of mass)에 해당할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 2 기공(130)은 제 2 방향을 따라 상대적으로 길쭉한 모양의 기공일 수 있다. 제 2 기공(130)은 제 2 방향을 따른 장축의 길이가 상기 제 2 방향에 수직한 방향에 따른 단축의 길이보다 길 수 있다. 예를 들어, 제 2 기공(130)의 단축 방향의 길이 대비 장축 방향의 길이 비율은 2.5 이상일 수 있다.
예를 들어, 제 2 기공(130)의 장축과 단축의 교차점은 제 2 기공(130)의 중심점(CM) 일 수 있다.
제 1 방향과 제 2 방향은 서로 다른 방향일 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향은 제 2 방향 대비 소정의 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향은 제 2 방향과 서로 수직할 수 있다.
제 1 기공(120) 및 제 2 기공(130)은 길쭉한 구조로 인하여, 필터(100) 상에 상대적으로 구분되는 고 스트레스 영역과 저 스트레스 영역을 형성할 수 있다. 이하 편의상 제 1 기공(120)을 예시로 하여 설명하되, 후술할 설명은 제 2 기공(130)에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
스트레스 영역은 입자나 액체 등이 필터링이 되는 과정에서 압력이 가해지는 기공을 제외한 필터(100) 상의 영역을 의미할 수 있다. 입자나 액체가 필터(100) 에 가해지지 않은 상태에서는 필터(100) 상에 스트레스 영역이 없을 수 있다. 입자나 액체가 필터링 되는 과정에서는 입자나 액체가 필터(100) 상에 적체되며 필터(100)에 압력을 가할 수 있다. 이러한 압력이 가해지는 필터(100) 상의 영역이 스트레스 영역으로 정의될 수 있다. 스트레스 영역은 스트레스 정도가 높은 고 스트레스 영역과 스트레스 정도가 낮은 저 스트레스 영역으로 구분될 수 있다. 스트레스 영역은 필터링 중인 입자나 액체의 양 뿐만 아니라, 필터(100)에 배열되는 기공의 크기 및 형태에 따라서 변화될 수 있다. 예를 들어, 스트레스 정도가 높은 스트레스 영역일수록, 필터링 시에 해당 스트레스 영역에 크랙이 형성되기 쉽다.
스트레스 영역은 기공의 형태 및 필터(100)의 재질 및 두께에 따라서도 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 필터(100) 상에 마련되는 기공이 등방형의 형태라면, 스트레스 영역은 등방형의 둘레를 따라 고르게 형성될 수 있다. 이러한 등방형의 기공은 스트레스 영역이 고르게 형성되므로, 기공의 배열 형태에 상관없이 필터(100) 상에 고른 스트레스 영역을 형성할 수 있다. 그러나 등방형의 기공이 배열된 필터는 길쭉한 형태의 기공이 배열된 필터에 비해 면적률이 작아 필터의 필터링 속도가 상대적으로 작을 수 있다. 밀적률은 복수의 기공이 분포된 필터 영역 대비 복수의 기공이 차지하는 면적의 비율을 의미한다.
제 1 기공(120)은 제 1 기공(120)의 장축 방향에 따른 단부의 전면에 고 스트레스 영역을 가질 수 있으며, 제 1 기공(120)의 단축 방향에 따른 장변의 전면에 저 스트레스 영역을 가질 수 있다. 따라서, 제 1 기공(120)이 배치된 필터(100)는 제 1 기공(120)의 고 스트레스 영역에서 크랙이 형성될 확률이 저 스트레스 영역에서 크랙이 형성될 확률에 비해 상대적으로 높을 수 있다. 고 스트레스 영역 및 저 스트레스 영역의 용어는 스트레스의 상대적 크기의 비교를 위한 것으로서, 설명의 편의를 위해 사용되었다.
상술한 스트레스 영역에 대한 설명은 제 2 기공(130)에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 중복되는 내용은 생략하도록 하겠다.
복수의 제 1 기공(120) 및 복수의 제 2 기공(130)은 각각의 고 스트레스 영역이 서로 최대한 이격되면서, 최대의 밀적률을 가지도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 2 기공(130)의 장축 방향에 따른 단부는, 복수의 제 1 기공(120)의 장변의 중앙부와 마주하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 기공(120) 및 제 2 기공(130)은 제 1 방향 및 제 2 방향 각각으로 교대로 배열될 수 있다.
이러한 배열을 가질 때, 제 2 기공(130)의 고 스트레스 영역은 제 1 기공(120)의 고 스트레스 영역과는 최대한 이격될 수 있다. 따라서, 필터(100)는 크랙이 발생할 확률이 상대적으로 낮을 수 있다. 예를 들어, 필터(100) 상에 초기 크랙(initial crack)이 발생되더라도, 고 스트레스 영역을 따라 필터(100) 상에서 크랙이 추가로 전파(propagation)될 가능성은 낮을 수 있다.
필터(100)은 복수의 기공을 이용하여 생체 물질을 필터링하도록 구성될 수 있다. 생체 물질은 인간을 비롯한 동물, 식물의 내부에 존재하는 각종 체액, 용액 성 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 생체 물질은 혈액을 포함할 수 있다. 혈액은 액체 성분인　혈장과　적혈구,　백혈구,　혈소판과 같은 각종 세포로 이루어져 있다. 예를 들어, 필터(100)는 혈액에서 상대적으로 부피가 큰 백혈구와, 백혈구를 제외한 나머지 적혈구, 혈소판을 필터링하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 분리된 백혈구는 자가 세포 치료법(autologous therapy) 및 유도 만능 줄기 세포(iPS: induced pluripotent stem cell)에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 혈중 백혈구의 수가 적은 환자의 백혈구를 선별적으로 분리한 후, 이를 체외 환경에서 세포 분열을 통해 증폭시킨 후, 다시 환자에게 투입하는 자가 세포 치료법에 사용할 수 있다. 또, 예를 들어, 백혈구 등 분리된 세포 중 핵을 포함한 세포를 배양 용액과 환경의 차이를 이용하여 유도 만능 줄기세포로 변환시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 인체의 혈액에 존재하는 적혈구와 백혈구의 평균적 크기가 도시되어 있다. 적혈구는 긴 타원형 모양을 가지고 있으며, 장축 방향의 길이가 5 내지 7 ㎛ 정도이다. 단축 방향의 길이는 그보다 짧은 3 내지 5 ㎛ 정도이다. 혈소판은 적혈구보다 작은 크기를 가지고 있으며 직경이 3 내지 5 ㎛ 정도이다. 백혈구는 크게 5 가지의 종류로 세분화될 수 있다. 백혈구는 호중구, 림프구, 단핵구, 호산구 및 호영구로 세분화될 수 있다. 각각의 백혈구의 종류마다 다소의 크기 차이는 있으나, 대부분 원형의 형태를 가지고 있으며, 적혈구보다 크기가 크다. 백혈구는 대략 7 내지 15 ㎛ 의 직경을 가지고 있으며, 백혈구 중에서 가장 크기가 작은 림프구는 7 내지 10 ㎛ 의 직경을 가질 수 있다.
적혈구 및 혈소판으로부터 백혈구를 필터링하여 농축하고자 하는 필터(100)는 예컨대, 림프구를 통과시키지 못하고, 적혈구는 통과시킬 수 있는 크기의 기공을 가질 수 있다.
예를 들어, 기공(120, 130)의 단축 방향의 길이는 약 4 ㎛ 내지 7 ㎛ 일 수 있다. 필터링 기능을 향상시키면서, 일부의 찌그러진 백혈구가 통과될 가능성을 배제하기 위해서는 기공(120, 130)의 단축 방향의 길이는 약 5 ㎛ 내지 6 ㎛ 일 수 있다.
예를 들어, 기공의 장축 방향의 길이는 약 10 ㎛ 내지 20 ㎛ 일 수 있다. 필터링 속도를 향상시키면서, 일부의 찌그러진 백혈구가 통과될 가능성을 배제하기 위해서는 기공(120, 130)의 장축 방향의 길이는 약 17 ㎛ 내지 18 ㎛ 일 수 있다.
예를 들어, 제 1 기공(120)과 제 2 기공(130) 사이의 최단 거리는 약 4 ㎛ 내지 7 ㎛ 일 수 있다. 필터(100)의 크랙을 방지하기 위한 충분한 내구성를 확보하면서도, 기공의 밀적률을 높이기 위해서, 제 1 기공(120)과 제 2 기공(130) 사이의 최단 거리는 약 5 ㎛ 내지 6 ㎛ 일 수 있다.
필터(100)는 필터링 속도를 충분히 확보하기 위해, 필터 면적 대비 복수의 기공의 차지하는 면적의 비율이 높을 수 있다. 예를 들어, 복수의 기공이 분포된 필터(100) 영역에서 상기 복수의 기공이 차지하는 면적의 비율은 30% 이상일 수 있다.
도 5를 참조하면, 제 1 기공(120) 및 제 2 기공(130)은 길쭉한 모양을 가지는 범위 내에서 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기공(120) 및 제 2 기공(130)은 타원형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기공(120) 및 제 2 기공(130)은 캡슐의 단면 형태의 형상을 가질 수 있다. 타원형 형상은 캡슐의 단면 형태의 형상을 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 기공(120) 및 제 2 기공(130)은 어느 한 방향으로 길쭉한 육면체 형상을 가질 수 있다.
도 6은 제 1 비교예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다. 도 7은 도 6의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제 1 비교예에 따른 필터는 필터 상에서 고 스트레스 영역이 서로 밀접하도록 복수의 기공이 배열될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 필터는 복수의 기공이 제 1 방향을 따라 장축이 나란하도록 배열될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 필터는 복수의 기공이 제 2 방향을 따라서 평행하도록 배열될 수 있다. 따라서, 각 기공의 고 스트레스 영역은 서로 겹칠 수 있다. 따라서, 고 스트레스 영역에서 첫번째 크랙이 발생했을 때, 첫번째 크랙은 제 1 방향을 따라 전파될 수 있다. 이는 필터의 기능성을 저하시킬 수 있다.
또한, 첫번째 크랙은 제 2 방향으로도 크랙을 전파시킬 수 있다. 기공 간의 저 스트레스 영역이 밀접하게 연결된 것에서 나아가 제 2 방향을 따라 일직선 연결되었기 때문이다.
도 7을 참조하면, 도 6에 따른 기공의 배열을 가지는 필터의 폰 미제스 스트레스(von mises stress) 시뮬레이션(simulation)이 도시되어 있다.
폰 미제스 스트레스 시뮬레이션이란 필터 표면에서 크랙을 비롯한 파괴 (fracture)가 발생할 가능성을 확인하는 시뮬레이션의 일종이다. 폰 미제스 스트레스 시뮬레이션은 3차원 공간에서 필터의 특성을 감안한 압력을 인가하여 시간의 흐름에 따라 필터의 스트레스 정도를 파악할 수 있다.
도 7에 따른 도면은, 실리콘 재질로 형성된 가로가 약 500 ㎛, 세로가 약 500 ㎛, 두께가 약 10 ㎛ 인 필터에 압력을 인가한 시뮬레이션의 결과이다. 본 시뮬레이션은 필터에 수직한 방향을 기준으로 필터의 중심부에 단위면적당 1 N의 힘을 최대로 할 때, 필터의 가장자리로 갈수록 가우시안 분포를 가지며 압력이 인가되도록 수행되었다. 이하 후술하는 시뮬레이션에서도 마찬가지 조건으로 시뮬레이션을 수행하는 것을 전제로 한다.
도 7을 참조하면, 압력이 높게 인가된 필터의 중심부에서는 각 기공이 제 1 방향 및 제 2 방향을 따라 높은 스트레스 정도가 발생할 수 있다. 따라서, 첫번째 크랙이 발생하면, 제 1 방향 또는 제 2 방향을 따라 크랙이 전파될 확률이 높을 수 있다.
도 8은 제 2 비교예에 따른 필터를 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 8의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제 2 비교예에 따른 필터는 필터 상에서 고 스트레스 영역이 서로 밀접하도록 복수의 기공이 배열될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 필터는 복수의 기공이 제 1 방향을 따라 장축이 나란하도록 배열될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 필터는 복수의 기공이 제 2 방향을 따라 장축이 나란하도록 배열될 수 있다. 따라서, 각 기공의 고 스트레스 영역은 서로 겹칠 수 있다. 따라서, 고 스트레스 영역에서 첫번째 크랙이 발생했을 때, 첫번째 크랙은 제 1 방향 및 제 2 방향을 따라 전파될 수 있다. 또한, 제 1 방향과 제 2 방향으로의 전파 가능성이 거의 동일하므로, 크랙은 그 사이의 영역으로도 전파될 수 있다. 이 경우, 크랙이 2차원적으로 퍼져나갈 수 있으므로, 필터의 기능이 상대적으로 더 크게 손상될 수 있다.
도 9를 참조하면, 압력이 높게 인가된 필터의 중심부에서는 각 기공의 제 1 방향 및 제 2 방향을 따라 높은 스트레스 정도가 발생할 수 있다. 또한, 도 8과 달리 제 1 방향과 제 2 방향이 교차되는 중심점을 기준으로 스트레스 정도가 원형을 형성할 수 있다. 따라서, 크랙은 필터 상에서 2차원적으로 퍼져나갈 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 필터(200)를 나타내는 평면도이다. 도 11은 도 10의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 필터(200)는 복수의 제 1 기공(220) 및 복수의 제 2 기공(230)이 제 1 방향 및 제 2 방향 각각으로 하나씩 교대로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 2 기공(230)의 장축 방향에 따른 단부는, 복수의 제 1 기공(220)의 장변의 중앙부와 마주하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 1 기공(220)의 장축 방향에 따른 단부는, 복수의 제 2 기공(230)의 장변의 중앙부 또는 이와 인접한 영역과 마주하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 1 기공(220)과 복수의 제 2 기공(230)은 서로 직교하도록 배열될 수 있다.
본 실시예에 따른 필터(200)는 복수의 제 1 기공(220)의 고 스트레스 영역과 복수의 제 2 기공(230)의 고 스트레스 영역이 서로 접하지 않도록 배열되어 크랙의 발생 확률 및 전파 확률을 줄일 수 있다.
복수의 제 1 기공(220)과 복수의 제 2 기공(230)은 동일한 형태를 가질 수 있다. 복수의 제 1 기공(220)과 복수의 제 2 기공(230)은 동일한 장축의 길이 lwa 와 동일한 단축의 길이 lha를 가질 수 있다. 예를 들어 lwa는 약 17 ㎛ 일 수 있고, lha 는 약 6 ㎛ 일 수 있다.
도 10을 참조하면, 임의의 한 제 1 기공을 중심으로 위측에 배열되는 제 2 기공과의 거리는 da1, 아래측에 배열되는 제 2 기공과의 거리는 da2, 좌측에 배열되는 제 2 기공과의 거리는 da3, 우측에 배열되는 제 2 기공과의 거리는 da4일 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 1 기공(220)과 복수의 제 2 기공(230)은 서로 동일한 거리만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 필터(200)는 da1 = da2 = da3 = da4 의 관계를 만족할 수 있다.
예를 들어, 복수의 제 1 기공(220)과 복수의 제 2 기공(230)은 충분한 내구도를 확보하여 충분한 내구도를 확보하면서도, 기공의 밀적률을 높이기 위한 거리로 이격 될 수 있다. 예를 들어, 필터(200)는 da1 = da2 = da3 = da4 = 약 5 ㎛ 의 관계를 만족할 수 있다.
본 실시예에 따른 필터(200)는 약 34.6%의 기공 밀적률일 수 있다.
도 11을 참조하면, 압력이 높게 인가된 필터(200)의 중심부에서는 제 1 기공 및 제 2 기공의 장축 방향을 따라서만 스트레스 정도가 높게 나타날 수 있다. 상술한 비교예 1 및 비교예 2에 따른 필터와 달리, 필터(200)는 스트레스 정도가 서로 연결되지 않고 이산적으로(discrete) 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 필터(200)는 크랙의 발생 확률 및 전파 확률이 비교예 1 및 비교예 2 에 따른 필터에 비해서 상대적으로 적을 수 있다.
도 12는 다른 실시예에 따른 필터(300)를 나타내는 평면도이다. 도 13은 도 10의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 복수의 제 2 기공(330)의 제 1 방향에 따른 일측 및 타측 각각에 한 쌍의 제 1 기공(320)이 배열될 수 있다. 복수의 제 2 기공(330)의 장축 방향에 따른 단부는, 복수의 제 1 기공(320)의 장변의 중앙부와 마주하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 제 1 기공(320)은 제 1 방향을 따라 인접한 제 2 기공(330)의 사이에 배열될 수 있다.
또한, 복수의 제 2 기공(330)의 제 2 방향에 따른 일측 및 타측 각각에 한 쌍의 제 1 기공(320)이 배열될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 제 1 기공(320)은 제 2 방향을 따라 인접한 제 2 기공(330)의 사이에 배열될 수 있다.
본 실시예에 따른 필터(300)는 복수의 제 1 기공(320)의 고 스트레스 영역과 복수의 제 2 기공(330)의 고 스트레스 영역이 서로 접하지 않도록 배열되어 크랙의 발생 확률 및 전파 확률을 줄일 수 있다. 또한, 복수의 제 2 기공(320)의 양측에 한 쌍의 제 1 기공(320)이 배열되도록 하여, 필터(300)의 밀적률을 향상시킬 수 있다.
복수의 제 1 기공(320)과 복수의 제 2 기공(330)은 동일한 형태를 가질 수 있다. 복수의 제 1 기공(320)과 복수의 제 2 기공(330)은 동일한 장축의 길이 lwb 와 동일한 단축의 길이 lhb를 가질 수 있다. 예를 들어 lwb는 약 17 ㎛ 일 수 있고, lhb 는 약 6 ㎛ 일 수 있다. 임의의 제 2 기공(330)을 기준으로 인접한 제 1 기공(320)과의 거리는 db1, db2, db3, db4 일 수 있다. 예를 들어, db1 = db2 = db3 = db4 일 수 있다. 예를 들어, db1 = db2 = db3 = db4 = 약 5 ㎛ 일 수 있다. 이러한 조건을 만족하는 필터(300)의 기공 밀적률은 약 39.0% 일 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 압력이 높게 인가된 필터(300)의 중심부에서는 제 1 기공(320) 및 제 2 기공(330)의 장축 방향을 따라서만 스트레스 정도가 높게 나타날 수 있다. 본 실시예에 따른 필터(300)는 상대적으로 밀적률이 높은 대신 제 1 기공(320) 및 제 2 기공(330)의 장축 방향에 따른 단부가 서로 상대적으로 가까워 스트레스 정도가 도 10의 필터(200)에 비해서는 상대적으로 높을 수 있다. 그러나 여전히 본 실시예에 따른 필터(300)은 상술한 비교예 1 및 비교예 2에 따른 필터에 비하여 스트레스 정도가 낮으며, 크랙의 발생 확률 및 전파 확률이 낮을 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 필터(400)를 나타내는 평면도이다. 도 15는 도 14의 필터(400)의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 복수의 제 2 기공(430)의 제 1 방향의 일측 및 타측 각각에 하나의 제 1 기공(420)이 배열되고, 일측에 배치된 제 1 기공(420)의 장축 방향으로의 중심선과 상기 타측에 배치된 제 1 기공(420)의 장축 방향으로의 중심선은 제 2 방향으로 상호 이격 될 수 있다. 예를 들어, 제 2 기공(421)을 기준으로, 제 1 방향의 일측에 위치하는 제 1 기공(421)과 제 1방향의 타측에 위치하는 제 2 기공(422)은 각 장축 방향의 연장선이 서로 겹치지 않도록 제 2 방향을 따라 이격되게 배열될 수 있다.
본 실시예에 따른 필터(400)는 복수의 제 1 기공(420)의 고 스트레스 영역과 복수의 제 2 기공(430)의 고 스트레스 영역이 서로 접하지 않도록 배열되어 크랙의 발생 확률 및 전파 확률을 줄일 수 있다. 나아가, 각 제 1 기공(420)의 장축 방향의 중심선이 제 2 방향으로 상호 이격되는 배치는, 크랙의 전파 확률을 보다 낮출 수 있다. 본 실시예에서는 제 1 기공(420)의 장축이 서로 이격되도록 복수의 제 1 기공(420)이 배열되는 경우를 예시로 하여 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 2 기공(430)의 장축이 서로 이격되도록 복수의 제 2 기공(430)이 배열될 수도 있다.
복수의 제 1 기공(420)과 복수의 제 2 기공(430)은 동일한 형태를 가질 수 있다. 복수의 제 1 기공(420)과 복수의 제 2 기공(430)은 동일한 장축의 길이 lwc 와 동일한 단축의 길이 lhc를 가질 수 있다. 예를 들어 lwc는 약 18 ㎛ 일 수 있고, lhc 는 약 6 ㎛ 일 수 있다. 임의의 제 2 기공(430)을 기준으로 인접한 제 1 기공(420)과의 거리는 dc1, dc2, dc3, dc4 일 수 있다. 예를 들어, dc1 = dc2 = dc3 = dc4 일 수 있다. 예를 들어, dc1 = dc2 = dc3 = dc4 = 약 6 ㎛ 일 수 있다.
예를 들어, 필터(400)의 기공 밀적률은 약 30.9% 일 수 있다.
도 14 및 도 15을 참조하면, 압력이 높게 인가된 필터(410)의 중심부에서는 제 1 기공(420) 및 제 2 기공(430)의 장축 방향을 따라서만 스트레스 정도가 높게 나타날 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 필터(500)를 나타내는 평면도이다. 도 17은 도 16의 필터의 스트레스 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 복수의 제 3 기공(540)이 복수의 제 1 기공(520) 및 복수의 제 2 기공(530) 사이에 배열될 수 있다. 복수의 제 3 기공(540)은 복수의 제 1 기공(520) 및 복수의 제 2 기공(530)에 비하여 상대적으로 원형에 가까운 형태일 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 3 기공(540)은 원형, 정사각형, 정마름모형 중 적어도 하나의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 3 기공(540)은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 동일한 길이를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 필터(500)은 도 10에 따른 필터(100)에 복수의 제 3 기공(540)을 추가로 배열한 것이나 이에 한정되는 것은 아니다. 고 스트레스 영역이 서로 영역되지 않은 제 1 기공(520) 및 제 2 기공(530)의 다양한 배열에 있어서, 필터(500)의 밀적률은 제 1 기공(520) 및 제 2 기공(530)의 사이 공간에 제 3 기공(540)을 추가함으로써 향상 될 수 있다.
본 실시예에 따른 필터(500)는 복수의 제 1 기공(520)의 고 스트레스 영역과 복수의 제 2 기공(530)의 고 스트레스 영역이 서로 접하지 않도록 배열되어 크랙의 발생 확률 및 전파 확률을 줄일 수 있다.
복수의 제 1 기공(520)과 복수의 제 2 기공(530)은 동일한 형태를 가질 수 있다. 복수의 제 1 기공(520)과 복수의 제 2 기공(530)은 동일한 장축의 길이 lwe 와 동일한 단축의 길이 lhe를 가질 수 있다. 예를 들어 lwe는 약 18 ㎛ 일 수 있고, lhe 는 약 6 ㎛ 일 수 있다.
도 10을 참조하면, 임의의 한 제 1 기공을 중심으로 제 2 기공과의 거리는 각 방향을 따라 de1, de2, de3, de4일 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 1 기공(520)과 복수의 제 2 기공(530)은 서로 동일한 거리만큼 이격되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 필터(500)는 de1 = de2 = de3 = de4 의 관계를 만족할 수 있다. 예를 들어, 필터(500)는 de1 = de2 = de3 = de4 = 약 6 ㎛의 관계를 만족할 수 있다.
임의의 한 복수의 제 3 기공(540)을 중심으로 복수의 제 1 기공(520) 및 복수의 제 2 기공(530)과의 거리는 각 방향을 따라 de5, de6 일 수 있다. 예를 들어, 필터(500)는 de5 = de6 의 관계를 만족할 수 있다. 예를 들어, 필터(500)은 (d= + de6) = de1 = de2 = de3 = de4 의 관계를 만족할 수 있다. 예를 들어, 필터(500)는 de5 = de6 = 약 3 ㎛ 의 관계를 만족할 수 있다.
본 실시예에 따른 필터(500)는 약 39.7%의 기공 밀적률을 가질 수 있다.
도 18는 또 다른 실시예에 따른 필터(600)를 나타내는 평면도이다.
도 18을 참조하면, 필터(600)은 필터(600) 상에 복수의 제 1 기공(620) 및 복수의 제 2 기공(630)이 각각의 고 스트레스 영역이 직접 접하지 않도록 배열 될 수 있다. 필터(600) 상에 형성되는 복수의 제 1 기공(620) 및 복수의 제 2 기공(630)의 배열은 상술한 도 10 내지 17에 따른 필터들중 적어도 두개의 기공의 배열이 혼합된 형태일 수 있다.
도 19a 및 19b는 일 실시예에 따른 필터구조(800)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 19a 및 19b를 참조하면, 필터구조(800)는 필터층(810) 및 지지구조체(820) 를 포함할 수 있다.
필터층(810)은 상술한 실시예에 따른 필터를 적어도 하나 포함할 수 있다. 필터층(810)은 반도체 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 필터층(810)은 실리콘 소재로 형성될 수 있다.
지지구조체(820)는 필터층(810)의 하면을 지지할 수 있다. 지지구조체(820)는 필터층(810)의 하면을 노출시키기 위한 개구부(H10)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지구조체(810)는 플라스틱재, 글래스재 일 수 있다.
본 실시예에 따른 필터구조(800)는 SOG 칩(Silicon-on-Glass Chip)으로 이용될 수 있다. 필터구조(800)는 SOG 기판으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 필터구조(800)는 SOG 기판을 반도체 공정으로 식각하여 제조될 수 있다.
도 20a 및 20b는 상술한 실시예에 따른 필터를 포함하는 장치에 관한 사진이다.
도 20a 및 20b를 참조하면, 장치는 상술한 실시예에 따른 필터 및 상기 필터에 생체 물질을 주입하기 위한 주입부 및 상기 필터를 통과한 생체 물질을 수용하기 위한 수용부를 포함할 수 있다. 예를 들어 주입부는 주사기, 실린더일 수 있다. 예를 들어, 수용부는 튜브, 실린더일 수 있다. 예를 들어 주입부의 하단에 필터가 마련될 수 있다. 예를 들어, 주입부의 하단에 필터 및 필터를 지지하는 지지구조체가 마련될 수 있다. 주입부와 수용부는 튜브로 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 필터 및 이를 포함하는 장치는 높은 필터링 효율을 가질 수 있다. 이하 도 11에 따른 필터(200)를 이용한 필터링 실험의 결과에 대해 설명하겠다.
Figure 112016015793893-pat00002
표 2를 참조하면, 필터(200)에 T 림프구의 변형 세포인 Jurkat 세포와 전립선 암세포인 LNCaP를 백혈구 대용으로 사용하여 필터링 효율을 실험해 보았다. Jurkat 세포의 직경은 약 11 ㎛ 정도이며, LNCaP 세포의 직경은 약 14 ㎛ 정도이다. 투입 Jurkat 세포 대비 96.9%의 Jurkat 세포가 필터링되었으며, LNCaP 세포는 100% 필터링되었다.
Figure 112016015793893-pat00003
표 3을 참조하면, 필터(200)에 따른 필터링의 효율이 나타난다. 필터(200)에 따른 필터는 필터링 된 백혈구 수가 3.6 * E6개/ml로 다른 방법 대비 가장 많으며, 소요시간도 가장 짧다. 필터(200)는 세포의 크기 차이에 의한 필터링을 하므로, 적혈구의 용해에 따른 오염도 발생하지 않는다.
본 실시예에 따른 필터 및 이를 포함하는 장치는 다양한 분야에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 필터는 혈액이나 타 체액에서의 혈구 분리기 및 분석기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 필터는 백혈구를 농축하여 자가 백혈구 수를 증폭시켜 사용하는 치료요법이나 혈구 세포 등을 iPS 세포로의 변환 등을 통한 줄기세포 제작을 위한 일체형 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 필터는 혈액 내 세포에 대한 분자 분석을 하는 기기에서 적혈구를 전처리(pre-processing) 역할을 하는 필터로 적용될 수 있다. 예를 들어, 필터는 미세침흡입 등을 통해 얻은 조직 등의 액체 조직검사(liquid biopsy)에서 적혈구 등 오염 세포를 제거하여 PCR 등 분자 분석을 진행할 수 있는 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 필터는 병원 내 중환자실, 이동 병실, 헌혈차 등 제한된 공간 내에서 외부 병균 등에 인한 감염 가능성을 최소화해야 하는 상황에서 세포의 농축 과정에 이용될 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필터 및 이를 포함하는 장치에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
100 : 필터
110 : 필터
120 : 제 1 기공
130 : 제 2 기공
800 : 장치
810 : 커버
820 : 필터

Claims (21)

  1. 이차원적으로 배열된 복수의 기공을 포함하고, 상기 복수의 기공을 이용해서 생체 물질을 필터링하도록 구성된 필터에 있어서,
    상기 복수의 기공은,
    제 1 방향으로 연장되어 상기 제 1 방향에 수직한 방향보다 상기 제 1 방향으로 상대적으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 1 기공;
    상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상대적으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 2 기공; 및
    상기 복수의 제 1 기공 및 상기 복수의 제 2 기공 사이에 배치된 복수의 제 3 기공;을 포함하고,
    상기 제 2 기공의 장축 방향에 따른 단부는 상기 제 1 기공의 장변의 중앙부와 마주하도록 배치된 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기공 및 제 2 기공은 상기 제 1 방향 및 제 2 방향 각각으로 교대로 배열된 필터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기공의 장축 방향에 따른 단부는 상기 제 2 기공의 장변의 중앙부 또는 이와 인접한 영역과 마주하도록 배치된 필터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기공의 상기 제 1 방향에 따른 일측 및 타측 각각에 한 쌍의 제 1 기공이 배치되고,
    상기 제2 기공의 상기 제 2 방향에 따른 일측 및 타측 각각에 한 쌍의 제 1 기공이 배치된 필터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기공의 상기 제 1 방향에 따른 일측 및 타측 각각에 하나의 제 1 기공이 배치되고,
    상기 일측에 배치된 제 1 기공의 장축 방향으로의 중심선과 상기 타측에 배치된 제 1 기공의 장축 방향으로의 중심선은 상기 제2 방향으로 상호 이격되는 필터.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제 3 기공은 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 동일한 길이를 갖는 필터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 기공은 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 균일한 간격을 갖도록 배열된 필터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기공 및 제 2 기공은 타원 형상을 갖는 필터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기공 및 제 2 기공 각각의 단축 방향의 길이 대비 장축 방향의 길이 비율은 2.5 이상인 필터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기공 및 제 2 기공 각각의,
    장축 방향의 길이는 10 ㎛ 내지 20 ㎛ 이고,
    단축 방향의 길이는 4 ㎛ 내지 7 ㎛ 인 필터.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기공과 제 2 기공 사이의 최단 거리는 4 ㎛ 내지 7 ㎛ 인 필터.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 기공이 분포된 필터 영역에서 상기 복수의 기공이 차지하는 면적의 비율은 30% 이상인 필터.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 평판 구조를 갖는 필터.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 반도체 물질로 형성된 필터.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 무기물을 포함하는 리지드(rigid) 물질로 형성된 필터.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체 물질은 혈액을 포함하고,
    상기 제 1 기공 및 제 2 기공은 상기 혈액에서 적혈구는 통과시키고, 백혈구는 통과시키지 못하도록 구성된 필터.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터의 하면에 이를 지지하는 지지 구조체가 구비되고,
    상기 지지 구조체는 상기 필터의 하면을 노출시키는 적어도 하나의 개구부를 갖는 필터.
  19. 이차원적으로 배열된 복수의 기공을 포함하고, 상기 복수의 기공을 이용해서 생체 물질을 필터링하도록 구성된 필터에 있어서,
    상기 복수의 기공은,
    제 1 방향으로 연장되어 상기 제 1 방향에 수직한 방향보다 상기 제 1 방향으로 상대적으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 1 기공;
    상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 상대적으로 길쭉한 구조를 가지는 복수의 제 2 기공; 및
    상기 복수의 제 1 기공 및 상기 복수의 제 2 기공 사이에 배치된 복수의 제 3 기공;을 포함하고,
    상기 제 1 기공과 제 2 기공은 상기 제 1 방향 및 제 2 방향 각각으로 하나씩 교대로 배열된 필터.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 기공의 장축 방향에 따른 단부는 상기 제 2 기공의 장변의 중앙부와 마주하도록 배치되거나, 및/또는
    상기 제 2 기공의 장축 방향에 따른 단부는 상기 제 1 기공의 장변의 중앙부와 마주하도록 배치된 필터.
  21. 제 1 항에 따른 필터;
    상기 필터에 생체 물질을 주입하기 위한 주입부; 및
    상기 필터를 통과한 생체 물질을 수용하기 위한 수용부;를 포함하는 장치.
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