KR20050098229A - 다중 채널 및 다중층 제약장치 - Google Patents

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KR20050098229A
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우마 아마드
라쉬드 제이. 베자마
제임스 엔. 휴메닉
존 유. 니커복커
라오 브이. 벨라바네니
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Abstract

제약산업에서 물질을 혼합하고 시험하는 용도의 플레이트(10)가 그린시트 세트의 구멍들(22)(24)은 물질제거공정에 의해 형성되는 방법에 의해 형성되고, 구멍(25)의 적어도 일부는 소결동안에 이탈하는 일과성물질(222)로 충진된다.

Description

다중 채널 및 다중층 제약장치{Multichannel and Multilayer Pharmaceutical Device}
본 발명의 분야는 생물학적/화학적 상호작용을 위한 많은 화합물을 동시에 시험하는 것에 대한 것이다. 특히, 본 발명은 의약 상호작용을 시험하기 위한 장치/구조체 및 방법이다.
제약산업에 있어서, 화학물질 A로부터 화학물질 B1-- Bn에의 반응(생화학적 활성 포함)을 시험하는 것이 필요하다(n은 수백만에 근접한 큰수가 될 수 있다).
인기있는 방법은 플라스틱 카드 상에 물질 B1-Bn의 어레이(array)를 제공하고, Bn의 각자와 접촉하는 물질 A를 반응시키는 것이다. 상업적으로 유용한 플라스틱 카드 어레이는 96과 384의 웰(well)을 포함한다. 웰의 직경은 대략 수 밀리미터이다. 화학물질의 배치 또는 분배는 보통 피펫에 의한다. 화학적 상호작용을 입력하기 위해 사용되는 컴퓨터의 지원을 받는 스캐너가 있다.
가능성을 소진하기 위해 시험하는 수백만의 화학물질 조합이 있기 때문에, 의약발견에 관련된 회사가 시장에 성공적인 의약을 가져오기 위해서는 수년이 걸린다. 컴퓨터의 지원을 받는 스캐닝 장치의 현재 속도로 볼 때, 예를 들면, 한번에 스캔되는 시료의 수를 증가시킴으로써 의약 발견 시간을 감소하는 것이 가능하다. 예를 들면, 주어진 부피에 더 많은 수의 웰을 패킹(pack)한다면 이것이 가능하다. 주어진 부피 내에 웰의 수를 더 많게 함으로써 또한 주어진 웰에 사용되는 비싼 화학물질의 양을 감소시킨다.
플라스틱 카드는 보통 압출성형에 의해 형성되어 어레이 내부에서의 홀직경과 위치의 정확도가 마이크로 홀과 채널을 제조하기에 충분히 적절하지 못하다. 이것은 본질적으로 이 분야에서 플라스틱의 확장성을 제한한다.
제약산업에서는 어레이 내에 약 100마이크론의 직경의 수천 개의 웰과 다른 높이에 있는 선택된 웰을 연결하는 채널을 구비한 마이크로 장치를 활기차게 찾고 있다.
도 1은 본 발명 공정의 제 1 버전(version)에 따라 완성된 구조를 도시한다.
도 2 - 5는 제 1 공정에서의 단계들을 도시한다.
도 6은 본 발명 공정의 제 2 버전 후에 완성된 구조를 도시한다.
도 7 - 10은 제 2 공정에서의 단계들을 도시한다.
본 발명은 마이크로 웰과 마이크로 채널을 구비한 세라믹 장치 및 그의 형성방법과 관련된다.
본 발명의 특징은 다중의 개별화된 그린시트를 라미네이트함(laminating)으로써 세라믹 구조체에 마이크로 웰과 마이크로 채널의 어레이를 제조하는 것이다.
본 발명의 한 측면은 개방 웰과 채널은 각 층 개별화에 의해 형성된다는 것이다.
다른 측면에 있어서 웰과 채널구조를 가지는 다중층 어레이는 소결 후 채널을 형성할 물질로 채워진 구조세트를 포함한다는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 웰, 채널, 및 그런 구멍을 형성하기 위한 물질 제거기술을 사용하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 소결공정 동안에 세라믹 구조체로부터 이탈하는 희생물질의 사용이다.
본 발명의 또 다른 특징은 소결 후 잔사물을 남기지 않는 희생물질의 사용이다.
본 발명의 또 다른 특징은 소결 후 그의 구멍이 연결된 다공성 구조체의 잔사물을 남기는 희생물질의 사용이다.
본 발명의 다른 측면은 치밀화할 수 있는(densifiable) 매트릭스에 채널을 형성하기 위해 치밀화할 수 없는 물질(무기 또는 금속 또는 복합물)의 사용이다.
본 발명의 다른 측면은 소결공정동안 채널 부피의 조절이다.
본 발명의 다른 측면은 채널에 화학 분해 또는 기상증착에 기인한 코팅을 남기는 물질의 사용이다.
도 1은 시트(10-1, 10-2, 및 10-3)에 형성된 제 1 수직구멍(22)과 시트(10-3)에 형성된 제 2 구멍(24)을 연결하는 시트(10-2)에 형성된 단일 수평채널(25)을 구비하는 본 발명에 따른 단순화된 완성 구조의 일부를 보이고 있다. 시트(10-1) 내지 시트(10-3)는 세라믹 플레이트(10)를 형성하기 위해 종래의 공정으로 라미네이트되고 소결된, 초기에는 독립된 세라믹 그린시트(green sheet)이다. 작동시에, 물질은 시트(10-1)를 통해 상부로 힘을 받고, 시트(10-3)의 두 위치로 분기되어 유출된다. 유사하게, 시트(10-3)에 있는 두 개의 구멍을 통해 두 물질이 유입되고, 시트(10-1)에 단일 개구를 통해 통합되어 유출되게 하면 흐름은 반대방향이 될 수 있다.
도 1은 설명의 간편성을 위해 3개의 그린시트와 두개의 수직 웰을 연결하는 하나의 수평채널을 사용하여 형성된 구조를 보인다. 상기 구조는 라미네이션에 의해 각 시트로부터 조립되었다. 상기 조립 공정은 수천 개의 홀 어레이와 수직홀에 연계되기 위해 선택적으로 연결되는 수천개의 수평채널을 가진 세라믹 구조체에 대해서도 동일하다. 세라믹 물질은 알루미나, 유리, 세라믹, 질화알루미늄, 붕규산염 유리 및 유리를 포함할 수 있다. 수직 웰의 직경은 20 마이크론 또는 그 이상이 될 수 있고, 채널 폭은 20 마이크론 또는 그 이상이 될 수 있고, 그 길이는 최소한 20 마이크론이 될 수 있다. 물질을 노출하는 웰의 모양은 원형, 직사각형, 부드러운형, 또는 거친형이 될 수 있다. 플레이트(10)의 전체 두께는 원하는 양만큼될 수 있으나, 1mm이하인 것이 바람직하다. 그린시트의 두께는 적용예에 달려있으나, 약 3밀(mils)에서 약 30밀(mils)인 것이 바람직하다.
라미네이션 공정은 열, 압력, 그리고 시간과 관련된다. 바람직한 라미네이션 압력은 800 psi 이하이고, 온도는 90℃이하이고, 5분이하의 시간동안이다. 소결공정은 선택된 물질과 그린시트를 형성하기 위해 사용되는 바인더 시스템과 관련된다.
도 2A에서 도 2C는 도 1의 구조를 형성하기 위해 라미네이트된 분리된 그린시트(10-1, 10-2, 10-3)를 보인다. 도식적으로, 수평채널(25)은 구멍(22 또는 24)의 직경의 2배보다 더 큰 길이를 가지고 있다. 도식적으로, 구멍(22)의 직경은 약 20 마이크론 또는 그 이상이다. 제조에 사용된 직경은 특정 적용예와 통과하는 물질의 점도, 표면의 표면장력/활동도 및 유체, 요구된 유동력, 모세관 또는 강제유동, 요구된 유동량과 비 등과 같은 기술적 변수에 따를 것이다.
본 발명에 따르면, 그린시트는 알루미나, 유리, 세라믹 그리고 유리와 세라믹과 같은 물질로부터 형성된다. 수직구멍과 수평채널을 형성하기 위한 기술은 니블링, 레이저 드릴링, 이-빔 드릴링, 샌드블라스팅, 고압 액체 젯(jets)를 포함하는 물질을 펀치아웃해내는 것과 같은 기술에 의한 물질 제거이다.
물질을 측면으로 가압하고, 그린시트의 변형에 의한 마이크로주조(micromolding)를 하는 것은 바람직한 실시예에 포함되지 않고, 일반적으로 물질 치환 기술로 언급될 것이다. 그런 기술들은 바람직하지 않은데, 서로에 대한 원하는 웰과 채널 위치의 정확도가 아주 작아서, 예를 들면 수마이크론, 물질 치환기술에 의해 도입된 변형은 원하는 정확도를 제공하는데 중대 한 방해가 되기 때문이다.
제 1 실시예의 일과성(fugitive)물질은 테레프탈산, 카본 또는 다른 유기물질과 같은 융화성 유기물질이 될 수 있다.
제 2 실시예에서 다공성 구조체를 형성하기 위한 물질은 도식적으로 40마이크론보다 작은 입자크기의 알루미나, 세라믹 유리, 질화알루미늄, 붕규산염 유리가 될 수 있다.
수평 또는 수직구멍은 취급동안 또는 다른 조작동안에 압력이 그들을 변형하는 문제가 없다면 개방된 채 남겨둘 수 있거나, 또는 일과성물질로 채워질 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예는, 일과성물질이 그것이 제거된 후에 잔사물을 남기지 않는다. 일과성물질을 제거하는 공정은 그것을 끓는점 또는 승화점을 초과하여 가열하는 것과 관련이 있다. 따라서 물질은 증기상으로 주위공기 속 으로 날라간다; 또는 상기 기술은 가스인 물질을 형성하기 위해서 일과성물질 분자를 반응가스 분자들과 연결하는 연소 또는 다른 화학적 반응과 관련될 수 있다. 일과성물질의 형태는 그린시트상의 구멍에 쉽게 적용될 수 있는 것, 예를 들면, 페이스트 형태가 바람직하다.
제 2 실시예는, 일과성물질이 소결시에 다공성 구조체를 형성할 제 2 물질과 결합된다.(예를 들면, 그 입자들이 미연소된 상태에서 닿을 수 있을 정도로 입자크기가 충분히 큰 입자 형태의 일과성물질의 혼합물) 따라서, 세공을 통해 시험 물질이 플레이트(10)의 한 면으로부터 다른 면까지 통과하도록 하기 위한 소결 후에도 계속적인 개방-세공 매트릭스로 남을 것이다. 채널 내의 소결되지 않은 다공체는 조절된 개방부피와 채널크기를 형성하도록 할 것은 또한 명확할 것이다. 또한, 채널 내의 소결되지 않은 다공체는 소결공정 동안에 채널 붕괴로부터 도울 것이다.
도 6은 수직구멍이 소결 전에 일과성물질로 채워져 개방되고, 수평채널이 다공성 매트릭스를 가지는 완성된 구조체를 보이는 도 1의 상대물(counterpart)이다. 수평채널(225)은 소결되기 전에 일과성물질과 매트릭스 물질의 혼합물인 충진물질로 충진되고, 충진물질은 그것을 통해 수직구멍(22)으로부터 수직구멍(24)까지 유체의 통로를 형성하게 하는 개방 세공을 가지는 다공 매트릭스를 형성하기 위해 소결된다.
도 7A와 7C는 앞 예에서 사용된 일과성물질(222)과 동일한 물질로 충진된 그린시트(20-1, 20-2)를 보이고 있다. 도 7B는 구멍이 빈 그린시트(20-2)를 보이고 있다.
도 8은 시트(20-1, 20-2)의 서브라미네이트를 보인다. 도 9는 충진물질(225)로 충진된 수평 구멍을 보이고 있다. 도식적으로, 물질(225)은 개방-세공 구조체를 형성하기 위해 소결될 앞에서 나열한 입자들을 가진 일과성물질의 혼합물이다. 설계자의 선택에 따라, 수직통로 또한 설계목적을 달성하기 위해 다공성 물질로 충진될 수 있다. 도 10은 소결 전 마지막 구조체를 보인다.
본 발명의 선택적인 형태는 그린시트용으로 밀도를 높일수 있는 물질을 사용하고 통로의 크기를 유지하기 위해 치밀화할 수 없는 물질로 개구를 채우는 것을 포함한다. 예를 들면, 매트릭스 물질은 치밀화를 위해 유리 프릿과 혼합된 알루미나 같은 무기 상(phase)일 수 있고, 반면에 채널 내(그리고 또는 구멍)의 치밀화를 할 수 없는 상(phase)은 단지 알루미나와 같은 보다 큰 세라믹 입자가 될 수 있다.
부가적으로, 통로내의 물질은 소결시에 비 다공성 쉬스(sheath)를 형성할 수 있어서, 통로는 라이너(liner)를 수용한다. 쉬스용 물질은 무기물, 금속, 또는 조성물이 될 수 있다. 쉬스 형성은 라미네이트 내의 제 1 물질과 충진물 또는 주변 가스내의 제 2 물질사이의 화학탈착에 기인한다. 그리고/또는 쉬스 형성은 기상증착에 기인할 수 있다. 다른 선택으로서, 라이너는 벽에 침착하거나 라미네이트에 포함되어 있는 물질과 반응하는 충진물질에 의해 발산되는 증기에 의해 형성될 수 있다.
본 발명은 몇가지 바람직한 실시예의 관점에서 설명되어졌으나, 이 기술의 당업자는 본 발명이 다음의 청구항의 범위과 사상내에서 다양한 변형으로 실시될 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (17)

  1. 제 1 측으로 부터 제 2 측으로 적어도 하나의 물질의 구멍세트를 통하는 통로용 플레이트를 형성하는 방법에 있어서:
    제 1 세라믹 그린시트에 복수의 수직구멍(22, 24)을 형성하는 단계와,
    제 2 세라믹 그린시트에 복수의 수평구멍(25)을 형성하는 단계와,
    제 3 세라믹 그린시트에 복수의 수직구멍(22, 24)을 형성하는 단계 - 이 때 상기 제 2 그린시트의 상기 수평구멍(25)의 적어도 일부는 상기 제 1 그린시트의 구멍을 상기 제 3 그린시트의 구멍과 연결함 - 와,
    일과성물질(222)를 포함하는 충진물질로 상기 구멍의 적어도 일부를 충진하는 단계와,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 세라믹 그린시트를 함께 라미네이트하는 단계와, 상기 제 1, 제 2, 제 3 그린시트를 소결함으로써 상기 플레이트를 형성하고, 상기 일과성물질을 방출하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 그린시트의 적어도 하나를 형성하는 상기 단계는 물질 제거 기술에 의해 실행되는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 일과성물질(222)로 상기 구멍을 충진하는 추가의 단계전에 서브라미네이트를 형성하기 위해 상기 제 2 그린시트는 상기 제 1 및 제 3 그린시트의 하나와 함께 라미네이트되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 그린시트의 각자의 구멍은 상기 그린시트가 다른 것과 라미네이트되는 단계 전에 상기 일과성물질(222)로 충진되는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 , 및 제 3 그린시트의 적어도 하나의 구멍은 상기 일과성물질(222)로 충진되지 않는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 일과성물질(222)은 소결공정 동안에 잔사물을 남기지 않고 이탈하는 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 일과성물질(222)은 소결공정 동안에 잔사물을 남기지 않고 이탈하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 일과성물질(222)은 소성공정 동안에 잔사물을 남기지 않고 이탈하는 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 구멍을 충진하는 상기 충진물질(225)은 소결공정 동안에 잔사물을 남기지 않고 이탈하는 일과성물질과 상기 소결공정 후 다공성 매트릭스를 남기는 매트릭스 물질의 혼합물인 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 구멍을 충진하는 상기 충진물질(225)은 소결공정 동안에 잔사물을 남기지 않고 이탈하는 일과성물질과 상기 소결공정 후 다공성 매트릭스를 남기는 매트릭스 물질의 혼합물인 방법.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 구멍을 충진하는 상기 충진물질(225)은 소결공정 동안에 잔사물을 남기지 않고 이탈하는 일과성물질과 상기 소결공정 후 다공성 매트릭스를 남기는 매트릭스 물질의 혼합물인 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 일과성물질(222)은 테레프탈산과 탄소를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 하나인 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 일과성물질(222)은 테레프탈산과 탄소를 포함하는 그룹으로부터 선택되고;
    상기 매트릭스 물질은 알루미나, 세라믹유리, 질화 알루미늄, 그리고 붕규산염 유리와 같은 세라믹을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 방법.
  14. 제 1 측으로부터 제 2 측으로 적어도 하나의 물질의 구멍세트를 통하는 통로용 플레이트를 형성하는 방법에 있어서:
    제 1 세라믹 그린시트에 복수의 수직구멍(22, 24)을 형성하는 단계와,
    제 2 세라믹 그린시트에 복수의 수평구멍(25)을 형성하는 단계와,
    제 3 세라믹 그린시트에 복수의 수직구멍(22, 24)을 형성하는 단계 - 이 때 상기 제 2 그린시트의 상기 수평구멍(25)의 적어도 일부는 상기 제 1 그린시트의 구멍을 상기 제 3 그린시트의 구멍과 연결함 - 와,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 세라믹 그린시트를 함께 라미네이트하는 단계와 상기 제 1, 제 2 및 제 3 그린시트를 소결하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 그린시트의 적어도 하나를 형성하는 상기 단계는 물질 제거 기술에 의해 실행되는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 그린시트는 서브라미네이트를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 3 그린시트의 하나와 함께 라미네이트되는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 그린시트는 서브라미네이트를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 3 그린시트의 하나와 함께 라미네이트되는 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050069462A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 International Business Machines Corporation Microfluidics Packaging
US20050069949A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 International Business Machines Corporation Microfabricated Fluidic Structures
US20050287044A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 International Business Machines Corporation Test apparatus and method
US7645423B2 (en) 2004-08-20 2010-01-12 International Business Machines Corporation Optical micro plugs for multichannel and multilayer pharmaceutical device
US20070169600A1 (en) * 2006-01-24 2007-07-26 International Business Machines Corporation Method and structure to enable fine grid mlc technology
US7740806B2 (en) * 2006-02-28 2010-06-22 International Business Machines Corporation Ceramic microarray spotting device for bioassay printing
US8206025B2 (en) * 2007-08-07 2012-06-26 International Business Machines Corporation Microfluid mixer, methods of use and methods of manufacture thereof
HU227393B1 (en) 2007-10-12 2011-05-30 Budapesti Mueszaki Es Gazdasagtudomanyi Egyetem Micro-fluidic channel with split-levels, procedure for establishing it and micro-fluidic system comprising said channel with split-levels
EP2265960A2 (en) * 2008-04-25 2010-12-29 Plexigen, Inc. Biochips and related automated analyzers and methods
US20100071614A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Momentive Performance Materials, Inc. Fluid distribution apparatus and method of forming the same
JP6292775B2 (ja) * 2013-06-13 2018-03-14 Fdk株式会社 セラミック流路構造体の製造方法
CN110304935B (zh) * 2019-08-08 2021-11-26 贵州大学 一种陶瓷微通道的封装方法
WO2021188464A1 (en) * 2020-03-16 2021-09-23 Vaon, Llc 3-d glass printable hand-held gas chromatograph for biomedical and environmental applications
CN113023666B (zh) * 2021-02-23 2023-12-12 太原理工大学 一种用于硅基平板微热管的灌封方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5137906A (ja) * 1974-09-27 1976-03-30 Fujitsu Ltd Seramitsukuseikeitaino seizohoho
GB2051437B (en) 1979-06-07 1983-03-02 Rank Organisation Ltd Electronic counting and control apparatus
US4833000A (en) * 1986-10-31 1989-05-23 Gte Laboratories Incorporated Ceramic monolithic structure having an internal cavity contained therein and a method of preparing the same
US5534328A (en) * 1993-12-02 1996-07-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Integrated chemical processing apparatus and processes for the preparation thereof
JPH07142822A (ja) * 1993-09-20 1995-06-02 Fujitsu Ltd 回路基板及びその製造方法
US5658537A (en) * 1995-07-18 1997-08-19 Basf Corporation Plate-type chemical reactor
JP3429126B2 (ja) * 1996-01-09 2003-07-22 日本碍子株式会社 微細貫通孔を有するセラミック部材の製造方法
US6033544A (en) * 1996-10-11 2000-03-07 Sarnoff Corporation Liquid distribution system
US5993750A (en) * 1997-04-11 1999-11-30 Eastman Kodak Company Integrated ceramic micro-chemical plant
US5961932A (en) * 1997-06-20 1999-10-05 Eastman Kodak Company Reaction chamber for an integrated micro-ceramic chemical plant
US6036927A (en) * 1997-07-22 2000-03-14 Eastman Kodak Company Micro-ceramic chemical plant having catalytic reaction chamber
US5961930A (en) * 1997-10-15 1999-10-05 Eastman Kodak Company Integrated micro-ceramic chemical plant with insertable reaction chambers and micro-filters
US5965092A (en) * 1997-10-15 1999-10-12 Eastman Kodak Company Integrated micro-ceramic chemical plant with insertable micro-filters
US5976472A (en) * 1997-10-15 1999-11-02 Eastman Kodak Company Integrated micro-ceramic chemical plant with insertable catalytic reaction chambers
US6572830B1 (en) 1998-10-09 2003-06-03 Motorola, Inc. Integrated multilayered microfludic devices and methods for making the same
JP2003517591A (ja) 1999-12-09 2003-05-27 モトローラ・インコーポレイテッド 分析試料の反応を行うための多層微量流体デバイス
JP2001247376A (ja) * 2000-03-02 2001-09-11 Hitachi Koki Co Ltd インクジェットヘッド等のセラミック製中空部品の製造方法
JP2002121078A (ja) * 2000-10-10 2002-04-23 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc 焼結体の製造方法

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