KR20150041870A - Fine structure for delivering material, and delivering method using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a fine structure for delivering materials, which delivers target materials to objects; includes fine protrusions formed by including the target materials; and enables the fine protrusion to be inserted or melted in the object or melted in liquid for storing the object, thereby enabling the target materials to be delivered to the object, and a delivering method using the same.

Description

물질 전달용 미세구조물 및 이를 이용한 전달방법{Fine structure for delivering material, and delivering method using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microstructure for mass transfer and a transfer method using the microstructure,

본 발명은 물질 전달용 미세구조물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대상물을 배양하면서 대상물에 직접 다양한 물질을 주입하거나, 대상물을 배양하는 배양액을 통해 다양한 물질을 전달할 수 있는 물질 전달용 미세구조물 및 이를 이용한 전달방법에 관한 것이다. The present invention relates to a microstructure for mass transfer and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a microstructure for mass transfer, which is capable of transferring various substances through a culture fluid for culturing an object, Structure and a method of using the same.

생명공학 및 분자 생물학의 발전과 함께 재조합 핵산(recombinant DNA)의 제조가 가능해짐에 따라, 임상적용을 위한 치료 물질로서 단백질이나 펩타이드의 사용 가능성을 실용화시켰으며, 이를 이용한 고성능 단백질 신약이 개발되고 있다. 그러나 이러한 단백질 또는 펩타이드를 이용한 약물들의 경우 그 자체가 약효성은 매우 우수하나 생체 이용률은 극치 저조하다. 따라서 장기간 단백질의 기능을 유지하면서 효과적으로 치료용 단백질 약물을 세포내로 전달하고 동시에 체내 이용률을 높일 수 있는 방법에 대한 연구 개발이 끊임없이 이루어지고 있다.With the development of biotechnology and molecular biology as well as the production of recombinant DNAs, the possibility of using proteins or peptides as therapeutics for clinical applications has been put to practical use, and high-performance protein drugs have been developed using them . However, in the case of drugs using such proteins or peptides, the pharmacological activity itself is very excellent, but the bioavailability is extremely low. Therefore, research and development on a method for effectively transferring a therapeutic protein drug into a cell while maintaining the function of the protein for a long period of time and increasing the body utilization rate are being continuously carried out.

이에 발맞춰 마이크로 입자는 약물 전달, 마이크로 리액터 및 조직공학 등에서 응용될 수 있는 가능성을 가져 폭넓게 연구되고 있다. 그 중에서도 최근에는 조직공학 분야에서 새로운 형태의 마이크로 입자가 성장인 및 약물을 분출하는 기능을 제공할 수 있는 세포 운반수단으로 사용되고 있고, 이러한 특징을 이용하여 생분해성 또는 생체 적합성이 우수한 다양한 고분자를 이용하여 단백질이나 펩타이드 등의 다양한 바이오물질을 전달할 수 있는 미세구조물(마이크로 입자)의 개발도 이루어지고 있다.Accordingly, microparticles have been extensively studied due to their potential application in drug delivery, microreactor and tissue engineering. In recent years, a new type of microparticles in tissue engineering has been used as a means of transporting cells capable of providing a growth-promoting and drug-releasing function. By using these characteristics, various polymers having excellent biodegradability or biocompatibility can be used (Microparticles) capable of transferring various biomaterials such as proteins and peptides.

대한민국공개특허공보 제10-2008-0031835호Korean Patent Publication No. 10-2008-0031835

본 발명은 대상물을 배양하면서 대상물에 직접 다양한 물질을 주입하거나, 대상물을 배양하는 배양액을 통해 다양한 물질을 전달할 수 있는 물질 전달용 미세구조물 및 이를 이용한 전달방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide a substance-transferring microstructure capable of transferring various substances through a culture solution for injecting various substances directly into an object while culturing an object, and a delivery method using the substance.

본 발명은, 대상물 내로 타깃 물질을 전달하는 물질 전달용 미세구조물로서, 상기 타깃 물질을 포함하여 형성된 미세돌기를 구비하고, 상기 미세돌기가 상기 대상물 내로 삽입되어 녹거나, 상기 대상물을 수용하는 액체 내에서 녹으면서 상기 타깃 물질이 상기 대상물 내로 전달되는 물질 전달용 미세구조물을 제공한다.The present invention relates to a substance-transferring microstructure for transferring a target material into an object, the microstructure comprising a microprojection formed with the target material, wherein the microprojection is inserted into the object to be melted, And the target material is transferred into the object while being dissolved in the microstructure.

본 발명의 다른 측면에 따르면 본 발명은, 타깃 물질을 포함하여 형성된 미세돌기를 구비하는 물질 전달용 미세구조물을 준비하는 단계; 상기 미세구조물을 대상물 근처에 배치하는 단계; 및 상기 대상물을 배양하여 상기 미세돌기에서 녹아 분리된 상기 타깃 물질을 상기 대상물 내로 전달하는 단계를 포함하는 물질 전달용 미세구조물의 물질 전달방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a material-transferring microstructure having fine protrusions formed with a target material; Disposing the microstructure near the object; And transporting the target material, which is melted and separated from the microprojections, into the object by culturing the object.

본 발명에 따른 물질 전달용 미세구조물 및 이를 이용한 전달방법은 다음과 같은 효과가 있다. The microstructure for mass transfer according to the present invention and the transfer method using the microstructure have the following effects.

대상물에 전달하고자 하는 다양한 물질이 포함된 미세돌기를 구비하는 미세구조물을 제작하고, 대상물을 배양하는 공간에 미세구조물을 함께 구비하면 대상물을 배양하는 동안 대상물에 직접 또는 대상물을 배양하는 배양액을 통해 간접적으로 다양한 물질들을 효과적으로 전달할 수 있다.It is possible to manufacture a microstructure having fine protrusions containing various substances to be delivered to an object and to provide microstructures in a space for culturing the object. The microstructure can be provided indirectly through the culture medium for culturing the object, Can effectively transfer various substances.

특히, 미세돌기의 선단에 뾰족한 뿔 형태의 침투부가 형성되기 때문에 대상물이 배양되는 동안 대상물의 크기가 커지면서 침투부가 대상물을 파고 들어가 미세돌기의 일부가 대상물의 내부로 삽입되기 때문에 미세돌기에 포함된 물질들의 전달 효과를 향상시킬 수 있다.Particularly, since the infiltration portion in the form of a pointed horn is formed at the tip of the microprojection, the size of the object increases while the object is being cultured, and the infiltration portion digs the object and a part of the microprojection is inserted into the object. It is possible to improve the transmission effect of the light emitting diode.

한편, 대상물을 배양하기 위한 배양액을 통해 미세돌기가 녹아, 미세돌기에 포함된 물질들이 배양액에 스며들면 배양액을 통해 대상물에 전달되기 때문에 대상물과 반응하는 물질을 선별해내는 효과를 가질 수 있으며, 이러한 물질만 선택적으로 대상물에 전달하는 효과를 가질 수도 있다.On the other hand, since the microprojections are melted through the culture solution for culturing the object, and the substances contained in the microprojections permeate into the culture liquid, the substance is transmitted to the object through the culture liquid, so that it can have an effect of sorting substances reacting with the object. It may also have the effect of selectively transferring only the substance to the object.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 전달용 미세구조물이 도시된 측면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질 전달용 미세구조물이 도시된 측면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 따른 물질 전달용 미세구조물을 이용하여 대상물에 물질을 전달하는 과정이 도시된 것이다.
도 6은 도 1에 따른 물질 전단욜 미세구조물을 제고하는 과정이 도시된 블록도이다.FIG. 1 is a side view illustrating a mass transfer microstructure according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a side view illustrating a mass transfer microstructure according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 3 to 5 illustrate a process of transferring a substance to an object using the substance-transferring microstructure according to FIG.
Figure 6 is a block diagram illustrating the process of enhancing the material shear microstructure according to Figure 1;

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 물질 전달용 미세구조물에 대해 도시되어 있다.1 and 2 show a mass transfer microstructure according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 물질 전달용 미세구조물(100, 100`)은, 미세돌기(130, 130`)를 포함한다. 본 발명에 따른 상기 물질 전달용 미세구조물(100, 100`)의 구성에 대한 상세한 설명에 앞서, 상기 물질 전달용 미세구조물(100, 100`)은 대상물을 배양하는 과정에서 대상물에 약물, 바이오물질, 나노파티클 및 마이크로파티클 중 어느 하나를 효과적으로 전달 또는 주입하기 위한 것이다. 상기 대상물로는 예시적으로 세포(C), 미생물 및 DNA 등이 있으며, 이하의 본 발명에 대한 상세한 설명에서는 상기 대상물이 세포(C)인 것을 예시로 설명하기로 한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the substance-transferring microstructures 100 and 100 'according to the present invention include fine protrusions 130 and 130'. Prior to a detailed description of the structure of the substance-transferring microstructures 100 and 100 'according to the present invention, the substance-transferring microstructures 100 and 100' may include a substance, , Nanoparticles, and / or microparticles. Examples of the object include a cell (C), a microorganism, DNA, and the like. In the following description of the present invention, the object is a cell (C).

상기 물질 전달용 미세구조물(100, 100`)은 상기 미세돌기(130, 130`)뿐 아니라, 베이스 부재(110)를 더 포함할 수도 있다. 상기 베이스 부재(110)는 상기 미세돌기(130)를 복수 개로 서로 이격된 상태로 배치하여 구비하기 위해 형성되는 것이다. 상기 베이스 부재(110)는 예시적으로 사각 형상의 플레이트 형태로 형성될 수 있는데, 이에 한정되지 않고 삼각형, 원형 등 다양한 형상의 플레이트로 형태로 형성될 수 있다. 다만 상기 베이스 부재(110) 상에 상기 미세돌기(130, 130`)들이 복수 개 배치되어 구비되므로, 상기 미세돌기(130, 130`)들이 구비될 수 있도록 충분히 넓은 크기로 형성되도록 한다. The mass transfer microstructures 100 and 100 'may further include not only the micro-protrusions 130 and 130' but also a base member 110. The base member 110 is formed to have a plurality of fine protrusions 130 spaced apart from each other. The base member 110 may be formed in the shape of a plate having various shapes such as a triangle, a circle, and the like. However, since the plurality of fine protrusions 130 and 130 'are disposed on the base member 110, the fine protrusions 130 and 130' may be formed to have a sufficiently large size.

이하의 상세한 설명에서는 상기 베이스 부재(110)와 상기 미세돌기(130, 130`)를 모두 구비하는 상기 물질 전달용 미세구조물을 예시적으로 설명하기로 한다. 상기 미세돌기(130, 130`)는 상기 베이스 부재(110) 상에 돌출된 형태로 다수의 종 방향 및 다수의 횡 방향으로 상호 이격되어 복수 개 배치되어 형성된다. 상기 미세돌기(130, 130`)들은 세포(C)에 전달하기 위한 타깃 물질(B)을 포함한다. 상기 미세돌기(130, 130`)들은 세포(C)의 내에서 또는 상기 세포(C)가 수용된 액체(이하, 배양액)에 의해 매트릭스(131, 131`)가 점진적으로 녹으며, 상기 매트릭스(131, 131`)와 혼합된 상기 타깃 물질(B)을 상기 세포(C)에 전달된다.In the following detailed description, the substance-transferring microstructure including both the base member 110 and the fine protrusions 130 and 130 'will be described as an example. The fine protrusions 130 and 130 'protrude from the base member 110 and are spaced apart from one another in a plurality of longitudinal and transverse directions. The microprojections 130 and 130 'include a target material B for transferring to the cell C. The microprotrusions 130 and 130` are gradually melted in the cells C or by the liquid containing the cells C and the matrix 131 , 131 ') is transferred to the cell (C).

상기 미세돌기(130, 130`)는 예시적으로 기둥 또는 중공(135`)이 형성된 튜브(tube)의 형태로 형성된다. 상기 미세돌기(130, 130`)는 상기 세포(C) 내에서 녹거나, 상기 세포(C)를 수용하는 배양액에 녹는 매트릭스(131, 131`)와 상기 타깃 물질(B)을 포함한다. 즉, 상기 매트릭스(131, 131`)가 기둥 또는 중공(135`)이 형성된 튜브의 형태로 형성되는 것이다. 상기 타깃 물질(B)은 상기 매트릭스(131, 131`)에 혼합될 수 있거나, 상기 매트릭스(131, 131`)의 표면에 도포 또는 코팅될 수 있다. 또한, 상기 매트릭스(131`)의 중공(135`)에 주입되어 상기 중공(135`)에 채워질 수도 있다. The fine protrusions 130 and 130 'are formed in the form of a tube having, for example, a column or a hollow 135'. The microprojections 130 and 130 include a matrix 131 and 131 and a target material B which dissolve in the culture medium for dissolving in the cells C and contain the cells C. That is, the matrix 131 or 131 'is formed in the form of a tube having a column or a hollow 135'. The target material (B) may be mixed with the matrix (131, 131 ') or may be coated or coated on the surface of the matrix (131, 131'). May be injected into the hollow 135 'of the matrix 131' to be filled in the hollow 135 '.

도 1은 상기 미세돌기(130)의 매트릭스(131)가 기둥 형태로 형성된 것을 예시적으로 도시하고 있으며, 도 2는 상기 미세돌기(130`)의 매트릭스(131)가 튜브 형태로 형성된 것을 예시적으로 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 미세돌기(130)의 매트릭스(131)는 기둥 형태로 형성되는데 예시적으로는 상기 미세돌기(130)의 길이 방향에 교차하는 단면이 원형인 원 기둥의 형태로 형성될 수 있다. 그러나 상기 미세돌기(130)의 매트릭스(131)는 원 기둥에 한정되지 않고, 단면이 삼각형, 사각형 등 다양한 형상의 단면을 갖는 기둥 형태로 형성될 수 있다.FIG. 1 illustrates an example in which the matrix 131 of the fine protrusions 130 is formed in the shape of a column. FIG. 2 illustrates an example in which the matrix 131 of the fine protrusions 130 ' Respectively. As shown in FIG. 1, the matrix 131 of the fine protrusions 130 is formed in a columnar shape. For example, the matrix 131 of the fine protrusions 130 may have a circular cross- . However, the matrix 131 of the fine protrusions 130 is not limited to a circular column but may be formed in a column shape having a cross section of various shapes such as a triangle, a square and the like.

반면, 도 2를 참조하면, 상기 미세돌기(130`)의 매트릭스(131`)는 중공(135`)이 형성된 튜브 형태로 형성된다. 튜브 형태의 상기 매트릭스(131`)도 도 1에 도시된 바와 같은 기둥 형태의 상기 매트릭스(131)와 마찬가지로 길이 방향에 교차하는 단면이 원형, 삼각형, 사각형 등 다양한 형상의 단면을 갖는 튜브 형태로 형성될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 상기 매트릭스(131`)의 내부에는 중공(135`)이 형성되어 있는 것이다.On the other hand, referring to FIG. 2, the matrix 131 'of the fine protrusions 130' is formed in the shape of a tube having a hollow 135 '. The tube-shaped matrix 131 'is also formed in the shape of a tube having a cross section of various shapes such as a circle, a triangle, and a quadrangle, in cross section in the longitudinal direction, like the column 131 of the column shape as shown in FIG. . However, as described above, a hollow 135 'is formed inside the matrix 131'.

상기 매트릭스(131, 131`)는 기둥 형태로 형성되거나 튜브 형태로 형성될 때, 길이 방향에 교차하는 단면이 원형인 기둥이나 튜브 형태로 형성되는 것이 일반적이다. 상기매트릭스(131, 131`)의 크기는 상기 단면의 직경이 수 ㎛ 내지 수백 ㎛의 범위 내에서 형성하도록 하며, 상기 매트릭스(131, 131`)의 높이도 수 ㎛ 내지 수백 ㎛의 범위 내에서 형성하도록 한다. When the matrix 131 or 131 'is formed into a columnar shape or a tube shape, it is generally formed in the form of a column or a tube having a circular cross-section in the longitudinal direction. The dimensions of the matrix 131 and 131 'are such that the diameter of the section is formed within a range of several micrometers to several hundreds of micrometers, and the height of the matrix 131 and 131' is also formed within a range of several micrometers to several hundreds of micrometers. .

전술한 바와 같이 상기 미세돌기(130, 130`)들은 상기 베이스 부재(110) 상에 돌출된 형태로 형성되는데, 도면에 도시된 바와 같이 상기 베이스 부재(110)에 대해 수직한 방향인 것이 일반적이다. 그러나 이에 한정되지 않고 상기 미세돌기(130, 130`)들은 상기 베이스 부재(110)에 대해 교차하는 방향으로 돌출된 형태로 배치되어 기울어진 형태로 배치될 수도 있다.As described above, the fine protrusions 130 and 130 'protrude from the base member 110, and are generally perpendicular to the base member 110 as shown in the drawing . However, the present invention is not limited thereto, and the fine protrusions 130 and 130 'may be arranged in a protruding shape in a direction intersecting with the base member 110, and may be arranged in an inclined shape.

한편, 상기 각 미세돌기(130, 130`)의 선단은 뾰족한 뿔 형태의 침투부(133, 133`)가 형성된다. 예를 들면 상기 침투부(133, 133`)는 원뿔과 같은 형태로 형성되는데, 상기 침투부(133, 133`)는 상기 미세돌기(130, 130`)가 상기 세포(C) 내로 삽입될 수 있도록 상기 세포(C)를 파고 들어가는 역할을 하는 것이다. 즉, 상기 침투부(133, 133`)를 포함한 상기 각 미세돌기(130, 130`)의 일부가 상기 세포(C)의 내부에 삽입되는 것이다. 특히, 상기 물질 전달용 미세구조물(100, 100`)이 상기 세포(C)를 배양할 때, 상기 세포(C) 크기가 커지면서 상기 미세돌기(130, 130`)들과 접하게 되면 상기 침투부(133)가 상기 세포(C)를 파고 들어가 상기 미세돌기(130, 130`)의 일부가 상기 세포(C)의 내부로 삽입될 수 있게 된다.On the other hand, the tip of each of the fine protrusions 130 and 130 'is formed with a pointed horn-shaped penetration part 133 or 133'. For example, the infiltration parts 133 and 133 'are formed in the same shape as a cone, and the infiltration parts 133 and 133' may be formed in such a manner that the microprojections 130 and 130 ' So that the cell C is digested. That is, a part of each of the fine protrusions 130 and 130 'including the penetration parts 133 and 133' is inserted into the cell C. Particularly, when the microstructures 100 and 100` for culturing the cells C are brought into contact with the microprojections 130 and 130` as the size of the cells C increases, 133 penetrate the cell C and a part of the microprojections 130 and 130 can be inserted into the cell C. [

이러한 상기 미세돌기(130, 130`)의 상기 매트릭스(131, 131`)는 고분자 물질로 형성된다. 예시적으로 상기 고분자 물질은, PEG-DA, PEG, HA, PVP 중 어느 하나를 포함하는 생체적합성 고분자 물질일 수 있다. 또한 자외선 경화성 고분자 물질이나, 열경화성 고분자 물질일 수도 있다. The matrices 131 and 131 'of the fine protrusions 130 and 130' are formed of a polymer material. Illustratively, the polymer material may be a biocompatible polymer material including any one of PEG-DA, PEG, HA, and PVP. It may also be an ultraviolet ray-curable polymer material or a thermosetting polymer material.

상기 미세돌기(130, 130`)에 포함되는 상기 타깃 물질(B)은 약물, 바이오 물질, 나노파티클 및 마이크로파티클 중 어느 하나일 수 있다. 그리고 상기 타깃 줄질(B)이 상기 바이오 물질인 경우에는 예시적으로 DNA, RNA, SiRNA, 단백질, 펩타이드, 효소, 바이러스, 호르몬 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. The target material (B) contained in the fine protrusions (130, 130 ') may be any one of a drug, a biomaterial, a nanoparticle, and a microparticle. When the target strand (B) is the biomaterial, it may include at least one of DNA, RNA, SiRNA, protein, peptide, enzyme, virus and hormone.

전술하였듯이, 상기 타깃 물질(B)은 상기 매트릭스(131)와 혼합되며 기둥 형태의 상기 미세돌기(130)의 형태로 형성될 수도 있고, 기둥 형태 또는 중공이 형성된 튜브 형태의 상기 매트릭스(131, 131`)에 상기 타깃 물질(B)층이 코팅된 상기 미세돌기(130, 130`)의 형태로 형성될 수 있으며, 중공이 형성된 튜브 형태의 상기 매트릭스(131`)에 상기 타깃 물질(B)이 상기 중공으로 주입된 상기 미세돌기(130`)의 형태로 형성될 수 있다. 도 1에는 상기 타깃 물질(B)들과 상기 매트릭스가 혼합되어 기둥 형태로 형성된 상기 미세돌기(130)가 예시적으로 도시된 것이고, 도 2에는 상기 매트릭스가 튜브 형태로 형성되고, 중공(135`)이 상기 타깃 물질(B)로 채워진 상기 미세돌기(130`)들이 예시적으로 도시된 것이다.As described above, the target material B may be mixed with the matrix 131 and may be formed in the form of the micro protrusion 130 in the form of a column, or may be formed in the form of a tube 131 or 131 The target material B may be formed in the shape of the fine protrusions 130 and 130 coated with the target material B on the matrix 131 ' And may be formed in the form of the hollow protrusions 130 '. FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of the fine protrusion 130 formed by mixing the target material (B) and the matrix in a column shape. In FIG. 2, the matrix is formed in a tube shape, and the hollow 135 ' ) Are filled with the target material (B) are illustratively shown.

도 3 내지 도 5는 상기 물질 전달용 미세구조물을 이용하여 세포를 배양하는 동안 타깃 물질을 전달하는 과정이 도시된 것이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 먼저 상기 타깃 물질(B)이 상기 매트릭스(131)와 혼합되어 형성된 상기 미세돌기(130)를 구비하는 상기 물질 전달용 미세구조물(100)을 준비한다. 여기서 상기 물질 전달용 미세구조물은 도 1에 도시된 상기 물질 전달용 미세구조물(100)을 예로 든 것이다.FIGS. 3 to 5 illustrate the process of delivering the target material during cell culture using the mass transfer microstructure. 3 to 5, the material transfer microstructure 100 including the fine protrusions 130 formed by mixing the target material B with the matrix 131 is prepared. Here, the substance-transferring microstructure is exemplified by the substance-transferring microstructure 100 shown in FIG.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세포(C)를 배양되는 공간에 상기 물질 전달용 미세구조물(100)을 구비하는데, 이때 상기 세포(C)와 근접하게 상기 물질 전달용 미세구조물(100)을 구비하여 상기 세포(C)를 배양시킨다. 도 3에는 이해를 돕기 위해 하나의 상기 세포(C)만 도시되어 있으나, 복수 개의 상기 세포(C)들이 배양될 수도 있다. As shown in FIG. 3, the substance-transferring microstructure 100 is provided in a space where the cell C is to be cultured. In this case, the substance-transferring microstructure 100 is provided close to the cell C, And the cells (C) are cultured. In FIG. 3, only one cell (C) is shown for the sake of understanding, but a plurality of cells (C) may be cultured.

도 3에 도시된 바와 같이 초기에는 매우 작은 크기의 상기 세포(C)를 배양하면, 시간이 지남에 따라 도 4에 도시된 것처럼 상기 세포(C)가 점진적으로 커지게 된다. 이렇게 상기 세포(C)가 점차 커지면, 상기 세포(C)에 근접하게 배치된 상기 물질 전달용 미세구조물(100)의 상기 미세돌기(130)와 상기 세포(C)가 접촉하게 되고, 상기 미세돌기(130)의 선단에 뾰족한 뿔 형태로 형성된 상기 침투부(133)가 상기 세포(C)를 파고 들어가게 된다. 따라서 상기 세포(C)의 크기가 커질수록 상기 미세돌기(130)는 상기 세포(C)의 내부로 삽입된다. As shown in FIG. 3, when the cells C are initially grown at a very small size, the cells C gradually increase in size as shown in FIG. 4 over time. As the cells C gradually increase in size, the microprojections 130 of the substance-transferring microstructure 100 disposed adjacent to the cells C come into contact with the cells C, The penetration part 133 formed in the form of a pointed horn on the tip of the cell 130 penetrates the cell C. Therefore, as the size of the cell (C) increases, the microprojections (130) are inserted into the cell (C).

그리고 상기 세포(C)의 내부로 삽입된 상기 미세돌기(130)의 상기 매트릭스(131)는 상기 세포(C) 내에서 점차 녹게 되고, 상기 매트릭스(131)와 혼합되어 있던 상기 타깃 물질(B)들은 상기 세포(C)의 내부로 전달되게 된다. The matrix 131 of the microprojections 130 inserted into the cell C gradually melts in the cell C and the target substance B mixed with the matrix 131 is gradually melted. Are transferred to the inside of the cell (C).

한편, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 물질 전달용 미세구조물(100)의 상기 미세돌기(130)가 전술한 바와 같이 상기 세포(C)의 내부로 삽입되지 않아도 상기 세포(C)를 배양하는 배양액 내에서 상기 매트릭스(131)가 녹을 수 있다. 배양액에 상기 매트릭스(131)가 녹으면서 상기 매트릭스(131)와 혼합된 상기 타깃 물질(B)은 상기 배양액으로 스며들어 상기 배양액을 통해 상기 세포(C)로 전달되는 것이다. 이렇게 상기 타깃 물질(B)이 전달되면, 상기 세포(C)의 내부로 삽입되어 전달될 때 보다 전달률이 낮아질 수 있으나, 상기 타깃 물질(B)들 중에서 배양되는 상기 세포(C)에 특화되거나 상기 세포(C)에 필요한 일부의 상기 타깃 물질(B)만 선택적으로 상기 세포(C)로 전달되는 효과를 가질 수도 있다.Although not shown in the figure, the microprojections 130 of the mass-transferring microstructure 100 may be inserted into the cells C without being inserted into the cells C, The matrix 131 can be melted. The target substance (B) mixed with the matrix (131) while permeating the matrix (131) is permeated into the culture solution and transferred to the cell (C) through the culture solution while the matrix (131) is dissolved in the culture solution. When the target substance (B) is delivered, the delivery rate may be lower than that when the target substance (B) is inserted into the cell (C), and when the target substance (B) It may have an effect that only a part of the target substance (B) required for the cell (C) is selectively transferred to the cell (C).

도 5에는 상기 물질 전달용 미세구조물(100)의 제조과정을 블록도로 도시하고 있다. 도 5를 참조하여 상기 물질 전달용 미세구조물(100)의 제조과정을 살펴보면, 먼저, 베이스 부재(110) 상에 고분자층을 형성하는 단계가 이루어진다.(S205 단계) 상기 고분자층을 형성하기 위한 상기 베이스 부재(110)는 별도로 기 제작된 것을 이용할 수도 있고, 상기 고분자층을 형성하기 전에 상기 베이스 부재(110)를 형성하는 과정이 이루어질 수도 있다. 상기 고분자층은 상기 매트릭스(131)를 형성하는 고분자 물질로 이루어진 것으로, 상기 고분자층은 생체적합성 고분자 물질 또는 자외선 경화성 고분자 물질일 수 있다. 상기 고분자층의 높이는 상기 물질 전달용 미세구조물(100)의 상기 미세돌기(130)의 높이와 대응되는 높이로 형성하거나, 상기 미세돌기(130)보다 더 높게 형성하도록 한다.FIG. 5 is a block diagram illustrating the manufacturing process of the substance-transferring microstructure 100. FIG. Referring to FIG. 5, a process of fabricating the mass transfer microstructure 100 will be described. First, a polymer layer is formed on the base member 110. In step S205, The base member 110 may be manufactured separately, or the base member 110 may be formed before the polymer layer is formed. The polymer layer may be made of a polymer material forming the matrix 131, and the polymer layer may be a biocompatible polymer material or an ultraviolet curable polymer material. The height of the polymer layer may be greater than the height of the micro protrusions 130 of the material transfer microstructure 100 or may be higher than the micro protrusions 130.

상기 고분자층을 형성할 때에는 상기 고분자 물질에 상기 타깃 물질(B)을 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 상기 미세돌기(130)를 제조하고자 할 때에는 상기 고분자층을 형성할 때, 상기 고분자 물질에 상기 타깃 물질(B)을 혼합하여 상기 고분자층을 형성한다. 본 실시예에서는 상기 고분자 물질과 상기 바이오물질이 혼합되어 형성된 상기 고분자층을 예시적으로 설명하기로 한다.When the polymer layer is formed, the polymer material may or may not include the target material (B). 1, the polymer layer is formed by mixing the target material (B) with the polymer material when the polymer layer is formed. In the present embodiment, the polymer layer formed by mixing the polymer material and the bio material is exemplarily described.

상기 고분자층이 형성된 후에는 상기 고분자층 상에 상기 미세돌기(130)에 대응되는 패턴이 형성된 몰드를 구비하여 부착하는 단계가 이루어진다.(S210 단계) 상기 고분자층의 상측에는 하나의 몰드만 구비될 수도 있고, 복수 개의 몰드가 적층되어 구비될 수도 있다. 상기 몰드가 상기 고분자층 상에 부착되면 상기 고분자층은 상기 몰드에 대응되는 부분만 남게된다After the polymer layer is formed, a mold having a pattern corresponding to the micro-protrusion 130 is formed on the polymer layer, and then a mold is attached to the polymer layer (S210). Or a plurality of molds may be stacked. When the mold is attached on the polymer layer, the polymer layer remains only the portion corresponding to the mold

상기 몰드를 상기 고분자층의 상측에 구비하여 부착한 후에는, 상기 고분자층을 경화시키는 단계가 이루어진다.(S215 단계) 상기 고분자층은 예를 들어 자외선 또는 열에 의해 경화된다. 상기 고분자층을 경화하는 방법은 상기 고분자층을 형성하는 상기 고분자 물질의 특성에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 고분자 물질이 자외선 경화성 특징을 갖는 고분자 물질이면 상기 고분자층은 자외선을 가해 경화시키고, 상기 고분자 물질이 열경화성이거나 열가소성 특징을 갖는 고분자 물질이면 상기 고분자층에 열을 가해 경화시킨다. 상측에 상기 몰드가 구비된 상기 고분자층을 경화시킬 때, 상기 몰드의 패턴들 부분에 대응되는 상기 고분자층은 경화되어 단단하게 굳어진다.After the mold is provided on the upper side of the polymer layer, the polymer layer is cured. (Step S215) The polymer layer is cured by, for example, ultraviolet rays or heat. The method of curing the polymer layer may vary depending on the characteristics of the polymer material forming the polymer layer. That is, if the polymer substance is a polymer substance having an ultraviolet ray-curable property, the polymer layer is cured by ultraviolet rays, and if the polymer substance is a polymer substance having a thermosetting property or a thermoplastic characteristic, the polymer layer is cured by applying heat. When the polymer layer provided with the mold is cured on the upper side, the polymer layer corresponding to the pattern portions of the mold is hardened and hardened.

이렇게 상기 고분자층을 경화시킨 후에는, 상기 몰드와 경화되지 않은 일부의 상기 고분자층을 제거하여 상기 미세돌기(130)들의 형성을 완성하는 단계가 이루어진다.(S220 단계) 본 실시예에서는 상기 고분자층을 형성할 때, 상기 고분자 물질과 상기 타깃 물질(B)을 혼합하여 상기 고분자층을 형성하기 때문에 완성된 상기 미세돌기(130)들은 상기 매트릭스(131)에 상기 타깃 물질(B)이 혼합된 원기둥 형태로 형성된다. After the polymer layer is cured, the mold and the uncured portion of the polymer layer are removed to complete the formation of the fine protrusions 130. In operation S220, The fine protrusions 130 are formed on the matrix 131 in a circular cylinder shape in which the target material B is mixed with the matrix 131. In order to form the polymer layer by mixing the polymer material and the target material B, .

그러나 전술한 바와 같이, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 미세돌기(130`)가 중공(135`)이 형성된 튜브 형태로 형성되면 상기 타깃 물질(B)은 상기 미세돌기(130`)들의 형성이 완료된 후, 상기 각 미세돌기(130`)의 중공(135`)에 상기 타깃 물질(B)을 주입하는 단계를 더 추가하여 상기 타깃 물질(B)을 상기 미세돌기(130`)의 중공(135`)에 주입하여 채워 넣을 수 있다. 또는, 기둥이나 튜브 형태로 먼저 상기 미세돌기(130, 130`)들을 형성한 후, 상기 미세돌기(130, 130`)들의 외측 표면에 상기 타깃 물질(B)층을 코팅할 수도 있다.
2, if the microprojections 130 'are formed in the shape of a tube having the hollow 135' formed therein, the target material B may form the microprojections 130 ' The target material B may be injected into the hollow 135 of the microprojections 130 so that the target material B is injected into the hollow 135 of the microprojections 130 ' `). Alternatively, the micro protrusions 130 and 130 'may first be formed in the form of a column or a tube, and then the outer surface of the fine protrusions 130 and 130' may be coated with the target material layer.

한편, 본 발명의 실시예들에서와 같이 물질 전달용 미세구조물은 상기 미세돌기(130, 130`)를 상기 베이스 부재(110) 상에 형성된 구조로 제작하지 않고, 상기 미세돌기(130, 130`)만 형성된 구조로 제작할 수도 있다. 이렇게 상기 미세돌기(130, 130`)만 제작되는 경우에는 상기 미세돌기(130, 130`)를 마이크로조작기(micromainpulator), 마이크로 사이즈로 제작된 액츄에이터 및 마이크로 사이즈의 콤드라이브 중 어느 하나에 부착할 수 있다. 이렇게 상기 미세돌기(130, 130`)가 마이크로조작기(micromainpulator), 마이크로 사이즈로 제작된 액츄에이터 및 마이크로 사이즈의 콤드라이브 중 어느 하나에 부착되어 구비되면 사용자가 직접 대상물에 상기 미세돌기(130, 130`)이 포함한 상기 타깃 물질(B)을 직접 주입할 수 있다.
In the meantime, as in the embodiments of the present invention, the microstructures for mass transfer do not have the micro protrusions 130 and 130 'formed on the base member 110, but the micro protrusions 130 and 130' ) May be formed. In the case where only the fine protrusions 130 and 130` are manufactured, the fine protrusions 130 and 130` can be attached to any one of a micromainpulator, a micro-sized actuator, and a micro-sized comb drive. have. When the micro protrusions 130 and 130 'are attached to any one of a micromainpulator, a micro-sized actuator, and a micro-sized comb drive, the user can directly insert the micro-protrusions 130 and 130' ) Can be directly injected into the target material (B).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 물질 전달용 미세구조물
110: 베이스 부재 130, 130`: 미세돌기
131, 131`: 매트릭스 133, 133`: 침투부
135: 중공 133`: 내부 공간
C: 세포 B: 바이오물질들100: Mass transfer microstructure
110: base member 130, 130`:
131, 131 ': matrix 133, 133 &
135: hollow 133`: inner space
C: Cell B: Biomaterials

Claims (17)

대상물 내로 타깃 물질을 전달하는 물질 전달용 미세구조물로서,
상기 타깃 물질을 포함하여 형성된 미세돌기를 구비하고,
상기 미세돌기가 상기 대상물 내로 삽입되어 녹거나, 상기 대상물을 수용하는 액체 내에서 녹으면서 상기 타깃 물질이 상기 대상물 내로 전달되는 물질 전달용 미세구조물.A mass transfer microstructure for transferring a target material into an object,
And a microprojection formed with the target material,
Wherein the microprojection is inserted into the object to be melted or melted in the liquid housing the object, and the target material is transferred into the object. 청구항 1에 있어서,
상기 미세돌기가 복수 개로 서로 이격된 상태로 배치되도록, 상기 미세돌기에 일체로 형성되는 베이스 부재를 더 포함하는 물질 전달용 미세구조물.The method according to claim 1,
Further comprising a base member integrally formed on the microprojections so that the microprojections are spaced apart from each other by a plurality of microprojections. 청구항 1에 있어서,
상기 대상물은 세포, 미생물 및 장기(Organ) 중 어느 하나인 물질 전달용 미세구조물.The method according to claim 1,
Wherein the object is any one of a cell, a microorganism, and an organ. 청구항 1에 있어서,
상기 미세돌기는 선단에 뾰족한 뿔 형태의 침투부가 형성되며,
상기 침투부가 상기 대상물을 파고 들어가 상기 미세돌기가 상기 대상물 내로 삽입되는 물질 전달용 미세구조물.The method according to claim 1,
The fine protrusions are formed with a pointed horn-shaped penetration portion at the tip,
Wherein the penetration part digs the object and the microprojection is inserted into the object. 청구항 4에 있어서,
상기 미세돌기는, 매트릭스 및 상기 매트릭스에 혼합된 상기 타깃 물질을 포함하는 물질 전달용 미세구조물.The method of claim 4,
Wherein the microprojections comprise a matrix and the target material mixed with the matrix. 청구항 4에 있어서,
상기 미세돌기는, 매트릭스 및 상기 매트릭스의 표면에 형성된 타깃 물질층을 포함하는 물질 전달용 미세구조물.The method of claim 4,
Wherein the microprojections comprise a matrix and a layer of a target material formed on a surface of the matrix. 청구항 7에 있어서,
상기 미세돌기는, 중공이 형성된 매트릭스 및 상기 중공에 채워지는 상기 타깃 물질을 포함하는 물질 전달용 미세구조물.The method of claim 7,
Wherein the microprojections comprise a hollow formed matrix and the target material being filled in the hollow. 청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매트릭스는 PEG-DA, PEG, HA, PVP 중 어느 하나를 포함하는 생체적합성 고분자 물질로 형성되는 물질 전달용 미세구조물.The method according to any one of claims 5 to 7,
Wherein the matrix is formed of a biocompatible polymer material comprising any one of PEG-DA, PEG, HA, and PVP. 청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매트릭스는 자외선 경화성 고분자 물질로 형성되는 물질 전달용 미세구조물.The method according to any one of claims 5 to 7,
Wherein the matrix is formed of an ultraviolet curable polymer material. 청구항 1에 있어서,
상기 타깃 물질은 약물인 물질 전달용 미세구조물.The method according to claim 1,
Wherein the target material is a drug. 청구항 1에 있어서,
상기 타깃 물질은 바이오 물질인 물질 전달용 미세구조물.The method according to claim 1,
Wherein the target material is a biomaterial. 청구항 11에 있어서,
상기 바이오 물질은 DNA, RNA, SiRNA, 단백질, 펩타이드, 효소, 바이러스, 호르몬 중 어느 하나를 포함하는 물질 전달용 미세구조물.The method of claim 11,
Wherein the bio material comprises any one of DNA, RNA, SiRNA, protein, peptide, enzyme, virus, and hormone. 청구항 1에 있어서,
상기 타깃 물질은 나노파티클 또는 마이크로파티클인 물질 전달용 미세구조물.The method according to claim 1,
Wherein the target material is nanoparticles or microparticles. 타깃 물질을 포함하여 형성된 미세돌기를 구비하는 물질 전달용 미세구조물을 준비하는 단계;
상기 미세구조물을 대상물 근처에 배치하는 단계; 및
상기 대상물을 배양하여 상기 미세돌기에서 녹아 분리된 상기 타깃 물질을 상기 대상물 내로 전달하는 단계를 포함하는 물질 전달용 미세구조물의 물질 전달방법.Preparing a substance-transferring microstructure having fine protrusions formed including a target material;
Disposing the microstructure near the object; And
And transporting the target material, which is melted and separated from the microprojections, into the object by culturing the object. 청구항 14에 있어서,
상기 대상물 내로 전달하는 단계에서는,
상기 대상물이 배양되면서 상기 미세돌기가 점차 상기 대상물을 파고 들어가는 물질 전달용 미세구조물의 물질 전달방법.15. The method of claim 14,
In the step of delivering into the object,
Wherein the microprojections gradually penetrate the object while the object is cultured. 청구항 14에 있어서,
상기 대상물 내로 전달하는 단계에서는
상기 대상물이 배양되는 동안 상기 대상물을 수용하는 액체 내에서 상기 미세돌기가 녹는 물질 전달용 미세구조물의 물질 전달방법.15. The method of claim 14,
The step of delivering into the object
Wherein the microprojections melt in a liquid containing the object while the object is being cultured. 타깃 물질을 포함하여 형성된 미세돌기를 구비하는 물질 전달용 미세구조물을 준비하는 단계;
상기 미세구조물의 미세돌기를 대상물 내로 삽입하는 단계; 및
상기 미세돌기에서 녹아 분리된 상기 타깃 물질을 상기 대상물 내로 전달하는 단계를 포함하는 물질 전달용 미세구조물의 물질 전달방법.Preparing a substance-transferring microstructure having fine protrusions formed including a target material;
Inserting the microprojections of the microstructure into the object; And
And transferring the target material, which has been melted and separated from the microprojections, to the object.
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