KR20180009005A - 단분산 다공성 마이크로구의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

생분해성 고분자 및 기공형성제를 포함하는 오일상 용액을 제조하는 단계;
계면활성제를 포함하는 수상 용액을 제조하고 상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액을 PDMS 칩에 각각 주입하여 마이크로구를 형성하는 단계; 및
상기 마이크로구를 고화시키는 단계;
를 포함하는 다공성 마이크로구의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 마이크로구에 관한 것이다.

Description

단분산 다공성 마이크로구의 제조방법{Preparation of monodisperse porous microsphere}
본 발명은 생분해성 고분자 및 기공형성제를 이용하여 입자의 크기 및 기공의 크기가 조절 가능하며 크기가 균일한 다공성 마이크로구의 제조방법에 관한 것이다.
마이크로구는 손상된 조직에 필러로 사용되거나, 치료목적으로 단백질 또는 약물 등의 전달체로 널리 사용되고 있다. 특히, 마이크로구는 주입가능성 및 넓은 표면적으로 줄기세포, 간세포(progenitor cell), 또는 특정 조직 세포의 전달체로 촉망받고 있다. 그 결과, 생체외의 세포를 전달할 가능성 및 생체내에서 조직 재생가능성을 갖는 정교한 마이크로구 물질을 만들기 위해 많은 노력을 기울이고 있다.
마이크로구의 화학적 특성 및 형태는 세포 전달체로서 사용될 경우 매우 중요하다. 마이크로구의 표면은 고정-의존적 세포 거동을 좌우하기 때문에, 세포를 끌어당기는 표면 화학적 특성이 필요하다. 또한, 무독성을 가지면서 생체 내에서 분해 가능한 물질이 필요하며, 그 물질의 분해 수준 역시 중요한 화학적 특성이다. 그 결과, 칼슘포스페이트 시멘트, 생활성 유리, 천연 및 합성 중합체, 및 이들 조성물과 같은 생체적합성 및 생분해성을 갖는 많은 물질이 마이크로구를 가공하는데에 사용되어 왔다.
마이크로구 물질의 화학적 특성뿐 아니라 형태 또한 중요하다. 마이크로구에 채널이 있거나 기공이 형성되도록 고안하는 경우, 세포 전달을 더욱 효과적으로 수행할 수 있음은 알려져있다. 이는 이들의 구조가 신혈관형성에 영양분 공급을 가능하게 하기 때문이다. 또한, 증가된 표면적과 부피로 인해, 기공 구조에 세포가 배양되는 것이 밀집된 구조에 배양되는 것보다 유리해 진다.
폴리카프로락톤(poly(caprolactone), PCL)은 FDA에서 승인한 생분해성 합성 고분자로, 의료 장치분야에서 조직 공학 물질로 널리 사용되고 있다. 캄펜은 바이사이클릭 모노테르펜 중 하나로, 무독성이며 진공 조건에서 쉽게 승화되며, 낮은 온도(40℃ 이하)의 고화과정에서 나뭇가지형의 성장을 보인다. 이러한 이유로, 캄펜은 세라믹 및 금속 기공성 스캐폴드의 제조에서 기공형성제로 널리 쓰인다.
전달체 물질로서, 마이크로구의 크기는 전달될 세포의 수 또는 생물분자의 양을 결정하는 중요한 요인이다. 그러나, 제조된 마이크로구의 크기는 매우 다양하며, 이를 조절하는 것은 쉽지 않다. 따라서, 마이크로구의 크기 및 구조를 조절가능하게 하면서, 이를 균일하게 조절하는 것이 가능하다면, 향상된 세포의 전달 용량 및 그 생체 수행능력을 갖는 전달체를 제조할 수 있을 것이다.
본 발명은 마이크로유체 장치를 사용하여 마이크로구의 크기 및 기공의 형태(채널)가 조절 가능한 단분산 다공성 마이크로구를 제조할 수 있음을 확인하였다.
Seok-Jung Hong, et, al., Macromolecular Biosience, 2009 Jul 7, 9(7):639-45
마이크로유체 장치를 사용하여 마이크로구의 크기 및 기공의 형태(채널)가 조절 가능한 다공성 마이크로구의 제조방법을 제공한다. 또한, 마이크로구의 크기를 균일하게 하여 세포전달체로 사용될 경우, 전달될 세포의 수가 예측가능한 마이크로구를 제조방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 생분해성 고분자 및 기공형성제를 포함하는 오일상 용액과 계면활성제를 포함하는 수상 용액을 제조하는 단계; 상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액을 PDMS 칩에 각각 주입하여 마이크로구를 형성하는 단계; 및 상기 마이크로구를 고화시키는 단계;를 포함하는 다공성 마이크로구의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명에 따른 다공성 마이크로구의 제조방법의 각 단계를 세부적으로 설명한다.
오일상 용액과 계면활성제를 포함하는 수상 용액을 제조하는 단계 전에 PDMS(polydimethylsiloxane) 칩을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
PDMS 칩은 소프트 리소그래피(soft lithography)에 의해 제조될 수 있다. 패턴이 있는 실리콘 주형을 준비하고, 이에 10:1의 중량비를 갖는 PDMS 전구체 및 가교제의 혼합물을 이용하여 PDMS 칩을 제조할 수 있다. 각 용액 주입구는 주사를 이용하여 형성시킬 수 있다.
상기 PDMS 칩은, 상기 수상 용액이 유입되는 하나 이상의 수상 용액 주입구(110); 상기 오일상 용액이 유입되는 하나 이상의 오일상 용액 주입구(120); 상기 수상 용액과 상기 오일상 용액이 만나는 용액 혼합부(130); 상기 용액 혼합부에서 연결되어 상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액이 통과되는 확장부(140); 및 상기 확장부에서 연결되어 상기 마이크로구가 배출되는 배출구(150);를 포함할 수 있다(도 2). 예컨대, 오일상 용액의 주입구(120)는 안쪽에 위치하고, 수상 용액 주입구(110)는 상기 오일상 용액 주입구에 대해서 바깥쪽에 위치하는 것일 수 있으며, 각 용액의 주입시의 유속을 조절하는 것이 가능한 구조일 수 있다. 상기 용액 혼합부(130)에서 오일상 용액과 수상 용액이 만나 상분리를 통해 마이크로구가 형성되는 것일 수 있다. 상분리란 오일상 용액 속의 생분해성 고분자가 수상 용액 속으로 추출되면서 구 형태의 에멀젼이 형성되는 것일 수 있다. 상기 확장부(140)는 상기 용액 혼합부(130)의 수평 직경보다 수평 직경이 더 넓고, 용액의 상대적인 유속을 감소시키는 것일 수 있다. 오일상 용액과 수상 용액이 만나는 지점인 용액 혼합부(130) 및 각 용액들이 통과되는 확장부(140)에서의 PDMS 칩의 채널 크기 등이 각 용액의 유속을 변화시키고, 그에 따라 각 용액간의 저항의 크기가 달라져 마이크로구의 형태 및 크기를 결정하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 용액 혼합부(130)의 수평 직경보다 상기 확장부(140)의 수평 직경이 커서, 상기 용액 혼합부에서의 용액의 유속보다 상기 확장부에서의 용액의 상대적인 유속이 감소되는 것일 수 있으며, 유속의 상대적인 감소로 인해, 각 용액간의 저항이 줄어들게 되어, 마이크로구의 크기를 조절할 수 있다.
상기 PDMS 칩의 수상 용액 주입구(110), 오일상 용액 주입구(120), 용액 혼합부(130), 확장부(140), 및 배출구(150)의 깊이는 모두 동일 또는 유사하게 구비될 수 있으며, 구체적으로 300 내지 350㎛일 수 있다. 상기 수상 용액 주입구의 수평 직경(a)은 230 내지 250㎛일 수 있으며, 상기 오일상 용액 주입구의 수평 직경(b)은 130 내지 150㎛일 수 있다. 상기 수상 용액 주입구(110) 및 오일상 용액 주입구(120) 사이의 간격(f)은 390 내지 410㎛일 수 있다. 상기 용액 혼합부(130)의 수평 직경(c)은 0.9 내지 1.1mm일 수 있으며, 상기 확장부(140)의 수평 직경은(d)은 4.5 내지 5.5mm일 수 있다. 상기 배출구(150)의 수평 직경(e)은 0.9 내지 1.1mm일 수 있다.
상기 오일상 용액과 수상 용액을 제조하는 단계는 생분해성 고분자 및 기공형성제를 유기용매에 용해시켜 오일상 용액을 제조하는 단계와 계면활성제를 물에 용해시켜 수상 용액을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 생분해성 고분자는 생체 내에서 유해 물질을 생성하지 않고 생체 내에서 분해되는 고분자로서, 당업계에서 사용되는 생분해성 고분자를 제한되지 않고 사용할 수 있다. 일 예로 상기 생분해성 고분자는 폴리락트산(Polylactic acid, PLA), 폴리글리콜산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리-L-락트산(Poly- L -lactide, PLLA), 폴리락트산-글리콜산 공중합체(Poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA), 폴리락트산-카프로락톤 공중합체(L-Lactic-co-ε-Caprolactone, PLCL), 생분해성 폴리카보네이트(biodegradable polycarbonate), 및 이들의 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 생분해성 고분자일 수 있으며, 특히 폴리카프로락톤(PCL)이 바람직하다.
상기 기공형성제는 캄펜, 캠포르, 나프탈렌, 멘톨, 티몰, 쿠마린, 바닐린, 살리실아미드, 2-아미노피리딘, t-부탄올, 트리클로로- t-부탄올, 이미다졸, 디메틸설폰, 우레아, 2-아미도피리딘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 특히 캄펜이 바람직하다.
상기 기공형성제의 농도는 상기 생분해성 고분자 3중량부를 기준으로 하여, 5 내지 40중량부일 수 있다. 고화 전 마이크로구는 기공형성제의 농도에 크게 영향을 받지 않으나, 고화 후의 마이크로구는 기공형성제의 농도에 영향을 받을 수 있다. 기공형성제의 농도가 증가함에 따라 고화 후 마이크로구의 평균 직경은 증가한다. 또한, 기공형성제의 증가함에 따라 형성된 기공의 크기는 증가하며, 기공형성제의 농도가 40중량부를 초과하는 경우, 기공의 구조가 불규칙하며, 마이크로구의 표면 기공이 거대하게 형성되어, 구의 형태가 유지되기 어렵다. 따라서, 본 발명에 따른 다공성 마이크로구의 제조방법은 기공형성제의 농도를 조절함으로써 다공성 마이크로구의 크기 및 기공의 크기를 조절하는 것이 가능하다.
상기 오일상 용액을 제조하는 단계는 상기 생분해성 고분자 및 기공형성제를 유기 용매에 녹이는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 상기 유기 용매는 생분해성 고분자와 기공형성제 모두를 균일하게 용해시킬 수 있는 것이면 본 발명에서 특별히 제한되지 않는다. 바람직한 유기 용매로 소수성 및 휘발성이 강한 것을 사용할 수 있다. 일예로 디클로로메탄, 클로로포름, 디메틸포름아미드, 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 테트라하이드로퓨란, 디메틸설폭사이드 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 특히 클로로포름이 바람직하다.
상기 수상 용액을 제조하는 단계는 계면활성제를 물에 용해시키는 것으로, 상기 계면활성제는 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol, PVA), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpirrolidone, PVP), 폴리비닐부티랄(Polyvinylbutyral, PVB), 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐에테르(Polyvinylether, PVE) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 폴리비닐알코올이 바람직하다. 상기 계면활성제는 상기 생분해성 고분자를 오일상 용액으로부터 추출하여 마이크로구를 형성시키는 역할을 하는 것일 수 있다.
상기 마이크로구를 형성하는 단계는 상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액을 PDMS 칩에 각각 주입하는 단계와 마이크로구를 PDMS 칩의 배출구로부터 수집하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액을 PDMS 칩에 각각 주입하는 단계는 동시에 주입하는 것일 수 있다. 도 1 및 도 2는 PDMS 칩의 구조 및 각 용액 주입과정을 나타낸 것으로, 이를 참조하면 상기 오일상 용액을 PDMS 칩의 안쪽에 위치하는 오일상 용액 주입구(120)에 주입할 수 있으며, 상기 수상 용액을 PDMS 칩의 바깥쪽에 위치하는 2개의 수상 용액 주입구(110)에 주입할 수 있다. 각 용액은 용액 혼합부(130)에서 만나고, 마이크로구가 형성될 수 있다.
상기 PDMS 칩에 상기 오일상 용액의 주입시의 유속은 1 내지 5ml/h일 수 있다. 상기 유속은 PDMS 칩의 디자인 및 주입구의 직경에 따라 달라지는 상이한 유속을 이용할 수 있다. 1ml/h 미만의 유속으로 주입되는 경우, 수상 용액의 유속과 차이가 너무 커져서 수상 용액의 역류가 일어날 수 있다. 또한, 5ml/h 초과의 유속으로 주입되는 경우, 수상 용액과의 유속 저항이 증가되어 수상 용액의 유속도 증가되어야 하고, 그러한 경우 마이크로구가 형성되지 않고 섬유 형태 등의 입자가 형성되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 PDMS 칩에 상기 수상 용액의 주입시의 유속은 5 내지 30ml/h일 수 있다. 5ml/h 미만의 유속으로 주입되는 경우, 구형이 아니라 섬유 형태의 마이크로입자가 형성될 수 있으며, 30ml/h 초과의 유속으로 주입되는 경우, 오일상 용액과의 유속 차이가 너무 커져서 수상 용액의 역류가 일어날 수 있다. 또한, 상기 범위 내에 유속을 증가시킴에 따라 마이크로구의 평균 직경이 감소되므로, 수상 용액 주입시의 유속을 조절함으로써 원하는 크기의 마이크로구를 형성시킬 수 있다.
각 용액의 주입시의 유속을 조절하기 위하여 펌프가 연결된 주사기를 사용할 수 있다.
주사기는 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)으로 이루어질 수 있으며, 폴리테트라플루오로에틸렌은 내화학성이 강하기 때문에 오일상 용액의 유기 용매에 의한 화학적 손상을 예방할 수 있다.
수상 용액은 윤활층(lubricant layer)을 제공함으로써 칩 벽으로부터 오일상 용액을 분리할 수 있다. 또한, 수상 용액은 오일상 용액으로부터 생분해성 고분자 및 기공형성제를 추출하고, 상 차이(phase difference)로 인해 생분해성 고분자 및 기공형성제를 포함하는 에멀젼이 구형 모양으로 형성 및 유지될 수 있다.
상기 마이크로구를 형성하는 단계는 마이크로구의 평균 직경이 350 내지 620㎛가 되도록 하는 것일 수 있다. 이는 마이크로구를 고화시키는 단계를 거치기 전의 마이크로구로써, 기공이 형성되지 않은 마이크로구이고, 고화과정을 통한 크기의 감소가 일어나지 않아 그 크기가 고화 후의 마이크로구에 비해 클 수 있다.
상기 마이크로구를 고화시키는 단계는 구형 모양의 에멀젼이 형성되었음에도 이를 보존하기 위해 필요한 단계이고, 기공을 형성시키는 단계이며, 마이크로구를 교반시키는 단계 및 마이크로구에 기공을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마이크로구를 교반시키는 단계에서 남아있던 유기 용매가 모두 제거되고 마이크로구는 조밀해지면서, 구형 모양이 보존되는 것일 수 있다. 마이크로구 내의 유기 용매가 제거되면서, 기공형성제와 생분해성 고분자간의 상분리가 일어나는 것일 수 있다.
상기 마이크로구를 교반시키는 단계는 200 내지 400rpm으로 교반시키는 것일 수 있고, 온도가 0 내지 40℃일 수 있다. 교반 시간은 1 내지 24시간일 수 있다. 교반 시간은 상기의 마이크로구의 구형 모양이 보존되도록 하는 데에 필요한 충분한 시간일 수 있으며, 마이크로구의 교반 속도를 증가시킴으로써 교반 시간을 단축시킬 수 있다. 교반 속도가 400rpm 이상이 되면, 형성된 마이크로구가 교반기에 의해 형태가 변형되는 문제가 발생할 수 있다. 교반 온도를 증가시킴에 따라 기공의 크기가 증가될 수 있다. 따라서, 교반 온도를 조절함으로써 원하는 크기의 기공을 형성시킬 수 있다.
상기 마이크로구에 기공을 형성시키는 단계는 기공형성제를 기화시키는 단계이다. 상기 마이크로구를 교반시키는 단계에서 상분리된 기공형성제는 상기 마이크로구에 기공을 형성시키는 단계에서 점차 나뭇가지 모양의 브릿지로 성장될 수 있고, 이를 동결건조시켜 기공형성제가 완전히 기화될 수 있다.
본 발명에 따른 다공성 마이크로구의 제조방법은 평균 직경이 150 내지 350㎛인 다공성 마이크로구를 제조하는 것일 수 있다. 마이크로구의 크기가 150㎛보다 작으면, 마이크로구의 표면적에 부착되는 세포의 수가 적어 세포 전달체로서의 수행이 어려울 수 있고, 350㎛보다 크면 조직손상부위에 세포전달체의 부피가 많이 차지되는 문제가 발생할 수 있다.
평균 직경에 대한 표준 편차를 평균 직경으로 나눈 변동 계수(Coefficient of variance, CV)는 입자 크기 분포도의 단분산도(monodispersity)를 나타내는 값이고, 하기 수학식 1 또는 2로 표시된다. 즉, CV값이 작을수록 입자 크기가 균일함을 나타낸다. 본 발명에 따른 다공성 마이크로구의 제조방법은 마이크로구의 평균 직경의 변동 계수 값이 7 이하일 수 있다. 바람직하게는 1 이상 7 이하인 것일 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
본 발명의 제조방법은 캄펜 농도 또는 수상 용액의 유속을 조절하여 마이크로구의 입자 크기를 조절할 수 있으면서도 작은 변동 계수 값을 가지는 것이어서, 입자 크기의 균일성과 조절가능성을 모두 갖는 제조방법일 수 있다. 입자 크기를 균일하게 함으로써, 전달될 세포의 양의 조절 및 예측이 가능하고, 그로부터 전달될 세포의 생체활성 또한 예측 가능해져 세포 전달체로 이용시에 매우 효과적일 수 있다.
본 발명에 따른 다공성 마이크로구의 제조방법은 상기 마이크로구의 일측외면에서 타측외면으로 내부가 서로 연결되는 개방형 채널 구조를 갖는 기공을 포함하는 다공성 마이크로구를 제조하는 것일 수 있다. 상기 개방형 채널 구조는 마이크로구 내에 더 넓은 빈 공간을 포함하고 있어, 전달체로 이용될 경우 전달될 물질을 보다 많이 수용할 수 있다. 또한, 마이크로구의 내부에 세포를 저장시킬 수 있어, 전달될 물질을 지속성 있게 방출하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 채널 구조로 인해 더 넓은 표면적을 갖는 것이어서 동시에 다량의 세포 전달을 가능하게 하여 조직 치료효과를 더욱 유리하게 할 수 있으며, 마이크로구의 표면에 부착된 세포와 채널 안쪽에 부착된 세포와의 네트워크 형성으로 더 큰 생체활성을 얻을 수 있는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 다공성 마이크로구의 제조방법은 평균 직경 5 내지 150 ㎛의 기공을 포함하는 다공성 마이크로구를 제조하는 것일 수 있다. 본 발명에 따른 다공성 마이크로구의 제조방법은 기공형성제의 함량 및 교반 온도를 조절함으로써 원하는 기공의 크기를 얻는 것이 가능하다. 따라서, 전달될 세포의 양이 예측 가능한 마이크로구의 제조가 가능한다.
다른 하나의 양태로서, 상기 방법에 의해 제조된 다공성 마이크로구를 제공한다. 상기 다공성 마이크로구는 평균 직경의 변동 계수 값이 7 이하이다. 바람직하게는 1 이상 7 이하인 것일 수 있다. 본 발명의 마이크로구는 변동 계수 값이 작아, 입자 크기가 매우 균일한 마이크로구를 제공한다.
또한, 상기 다공성 마이크로구는 세포 전달체 또는 단백질 전달체일 수 있으며, 바람직하게는 세포 전달체일 수 있다.
다른 하나의 양태로서, 수상 용액을 구비하는 제1원료공급부; 오일상 용액을 구비하는 제2원료공급부; 상기 제1원료공급부 및 제2원료공급부로부터 수상 용액 및 오일상 용액을 수집하여 다공성 마이크로구를 제조하는 PDMS 칩;을 포함하는 다공성 마이크로구의 제조장치를 제공한다.
상기 PDMS 칩은, 수상 용액이 유입되는 하나 이상의 수상 용액 주입구; 오일상 용액이 유입되는 하나 이상의 오일상 용액 주입구; 상기 수상 용액과 상기 오일상 용액이 만나는 용액 혼합부; 상기 용액 혼합부에서 연결되어 상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액이 통과되는 확장부; 및 상기 확장부에서 연결되어 상기 마이크로구가 배출되는 배출구;를 포함할 수 있다.
마이크로구의 크기가 균일하게 조절할 수 있고, 기공이 형성된 채널의 형태 및 크기의 조절이 가능하다. 그 결과 세포 전달체로 사용시 전달될 세포의 수를 예측할 수 있어, 생체 수행능력을 향상시킬 수 있다. 이는 마이크로구의 크기에 가장 큰 영향을 미치는 PDMS 칩의 유속을 조절하는 것이 가능한 PDMS 칩을 사용하기 때문이다.
또한, 상기 채널을 개방형 채널로 제조함으로써 마이크로구 내에 보다 넓은 빈 공간을 포함하고 있어, 세포의 전달용량을 증가시킬 수 있다.
또한, 교반 속도를 조절하여 교반 시간을 줄여 제조시간을 단축할 수 있다.
도 1은 PDMS 칩의 구조 및 각 용액 주입과정을 나타낸 것이다.
도 2은 본원발명의 일 실시예에 따른 PDMS의 구조를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 3은 캄펜 농도에 따른 마이크로구 및 이들의 기공을 나타내는 SEM 이미지이다.
도 4a는 수상 용액의 주입시 유속 10mL/h일 때의 광학 현미경 사진과 수상 용액 유속에 따른 마이크로구의 직경 변화를 나타낸 것이고, 도 4b는 교반 속도 및 교반 시간에 따른 마이크로구의 SEM 이미지이다.
도 5는 교반 온도에 따른 마이크로구의 기공 크기 변화를 나타낸 것으로, 도 5a는 각 온도에 따른 SEM 이미지이고, 도 5b는 각 온도에 따른 기공의 직경을 나타낸 것이고, 도 5c는 4℃ 및 35℃에서의 기공 형성제의 형성 과정을 나타낸 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
제조예 . 마이크로유체 장치의 제조
마이크로유체 (microfluidic) 기술에 의해 마이크로구를 가공하기 위하여, 통상의 소프트 리소그래피 (soft lithography)를 사용하여 폴리디메틸실록산 (PDMS) 칩을 제조하였다. 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 프로그램을 사용하여 3개의 주입구와 1개의 배출구를 갖는 마이크로유체 칩을 설계하고 고해상 포토-마스크 시트 상에 출력하였다. 스핀 코팅에 의해 300㎛의 감광액 (SU-8, 13020117, Microchem, USA)으로 코팅된 실리콘 웨이퍼 상에 포토-마스크 시트를 장착하고, 이어서 자외선 (UV)에 20초 동안 노출시켰다. UV 노출 후, 반응하지 않은 감광액을 현상액 (1-메톡시-2-프로판올 아세테이트) 중에 헹구어 제거하였다. 패턴이 있는 실리콘 주형 상에, 10:1의 중량비를 갖는 PDMS 전구체 및 가교제 (Sylgard 184 Silicon Elastomer Kit, Dow Corning, Midland, MI)의 혼합물을 붓고, 진공 건조기에서 1시간 동안 탈기시켰다. 70℃에서 2시간 동안 양생한 후, PDMS 칩을 실리콘 마스터 주형으로부터 분리하였다.
도 1 및 2를 참조하면, PDMS 칩은 안쪽에 위치하는 1개의 오일상 용액 주입구(120), 바깥쪽에 위치하는 2개의 수상 용액 주입구(110a, 110b), 각 용액의 주입구들이 만나는 용액 혼합부(130), 채널 수평 직경이 증가하는 확장부(140) 및 배출구(150)로 이루어진다.
연마된 주사를 사용하여 PDMS 칩에 3개의 용액 주입구 부분에 구멍을 내었다. 70W에서 30초 동안 산소 혈장 처리한 후 슬라이드 글라스 기판 상에 PDMS 칩을 장착하고, 70에서 2시간 동안 양생하였다. 마이크로유체 과정 동안의 PDMS 칩의 광학 이미지를 도 1에 도시한다.
제조된 PDMS 칩의 수상 용액 주입구(110), 오일상 용액 주입구(120), 용액 혼합부(130), 확장부(140), 및 배출구(150)의 깊이는 모두 320㎛가 되도록 제조되었다. 수상 용액 주입구의 수평 직경(a)은 240㎛이고, 상기 오일상 용액 주입구의 수평 직경(b)은 140㎛이며, 수상 용액 주입구(110) 및 오일상 용액 주입구(120) 사이의 간격(f)은 400㎛이다. 용액 혼합부(130)의 수평 직경(c)은 1mm이고, 확장부(140)의 수평 직경(d)은 5mm이며, 배출구(150)의 수평 직경(e)은 1mm이다.
실시예 1 내지 15에 따른 다공성 마이크로구의 제조
실시예 1-5. 캄펜 농도 변화에 따른 마이크로구의 제조
수중유적 방법으로 채널형 PCL 마이크로구를 제조하기 위해, 먼저, 오일상 PCL/캄펜 용액을 제조하였다. 클로로포름(대정, 119.38, 한국)에 3중량부의 농도를 갖는 PCL [(폴리(ε-카프로락톤);Sigma, 80000, USA]을 용해시켰다. PCL 마이크로구에 마이크로 기공을 형성하기 위하여, 올리고머 폴리에스테르의 한 종류인 포로겐 캄펜(C10H16, Sigma, USA)을 하기의 표 1과 같이 PCL 3중량부에 대하여 10 내지 40중량부의 농도로 클로로포름 중에 용해시켰다. 균질한 용액이 형성될 때까지 교반한 후, 캄펜 및 PCL 용액을 1:1의 용적비로 함께 혼합하고, 혼합물을 4시간 동안 추가로 교반하였다.
또한, 수상 용액 제조를 위해, 친수성 폴리(비닐 알콜)(PVA; Sigma, 85000-124000, USA) 2중량부를 증류수 중에 용해시켜 제조하고, 80℃에서 24시간 동안 교반하였다.
마이크로구 제조과정을 도 1에 도시하였다. 오일상 용액 및 수상 용액을 각각 실온에서 PDMS 칩의 오일상 용액 주입구(120) 및 2개의 수상 용액 주입구(110)에 동시에 주입하였다. 각 용액의 주입시의 유속은 오일상 용액은 1mL/h, 수상 용액은 15mL/h가 되도록 주입하였다. 각 용액의 주입시 유속을 조절하기 위하여, 2개의 펌프(KDS-100, KD scientific, USA)가 연결된 주사기를 사용하였다.
수상 용액은 윤활층 (lubricant layer)을 제공함으로써 칩 벽으로부터 오일상 용액을 분리한다. 상 차이 (phase difference)로 인해 PCL/캄펜 에멀젼을 구형 모양을 유지시켜 마이크로구를 형성시켰다.
마이크로유체 칩을 거친 마이크로구를 모았다. 생성된 PCL/캄펜 에멀젼이 구형 모양을 나타냄에도 불구하고, 고체 마이크로구의 모양을 보존하기 위하여 추가의 고화 단계가 필요하다. 따라서, 이를 3시간 동안 25℃ 및 300rpm에서 교반하였다.
교반 후에, PCL 마이크로구를 빙냉 증류수로 헹구었고, 이 과정에서 캄펜이 나뭇가지 모양의 브릿지로 형성된다. 그 후에, 정량 거름종이 (PVA; Sigma, 85000-124000, USA)로 여과하고 이어서 -50℃에서 동결건조시켰다. 동결건조 동안, 고화된 캄펜이 기화되어 미세기공 채널 (micropore channel)을 형성하였다. 다공성 PCL 마이크로구를 -20℃에 저장하였다.
실시예 1 내지 5에 따른 다공성 마이크로구의 제조과정의 조건은 하기 표 1과 같다.
캄펜 농도
(중량부)		 오일상 용액의 유속(mL/h) 수상 용액의 유속(mL/h) 교반속도
(rpm)		 교반온도
(℃)		 교반시간
(시간)
실시예 1 0 1 15 300 25 3
실시예 2 10 1 15 300 25 3
실시예 3 20 1 15 300 25 3
실시예 4 30 1 15 300 25 3
실시예 5 40 1 15 300 25 3
실시예 6-9. 수상 용액 주입시의 유속 변화에 따른 마이크로구의 제조
하기 표2와 같이, 수상 용액 주입시의 유속을 10 내지 25mL/h로 변화시키는 것과 캄펜 농도를 20중량부로 고정시킨 것을 제외하고는 실시예 1 내지 5과 동일한 방법으로 제조하였다.
캄펜 농도
(중량부)		 오일상 용액의 유속(mL/h) 수상 용액의 유속(mL/h) 교반속도
(rpm)		 교반온도
(℃)		 교반시간
(시간)
실시예 6 20 1 10 300 25 3
실시예 7 20 1 15 300 25 3
실시예 8 20 1 20 300 25 3
실시예 9 20 1 25 300 25 3
실시예 10-12. 교반 속도 및 교반 시간 변화에 따른 마이크로구의 제조
하기 표3과 같이, 마이크로구를 교반시키는 단계에서의 교반 속도 및 교반 시간을 변화시키는 것과 캄펜 농도를 20중량부로 고정시킨 것을 제외하고는 실시예 1 내지 5과 동일한 방법으로 제조하였다.
캄펜 농도
(중량부)		 오일상 용액의 유속(mL/h) 수상 용액의 유속(mL/h) 교반속도
(rpm)		 교반온도
(℃)		 교반시간
(시간)
실시예 10 20 1 15 0 25 24
실시예 11 20 1 15 300 25 1
실시예 12 20 1 15 300 25 3
실시예 13-15. 교반 온도의 변화에 따른 마이크로구의 제조
하기 표4와 같이, 마이크로구를 교반시키는 단계에서의 교반 온도를 4 내지 25℃로 변화시키는 것과 캄펜 농도를 20중량부로 고정시킨 것을 제외하고는 실시예 1 내지 5과 동일한 방법으로 제조하였다.
캄펜 농도
(중량부)		 오일상 용액의 유속(mL/h) 수상 용액의 유속(mL/h) 교반속도
(rpm)		 교반온도
(℃)		 교반시간
(시간)
실시예 13 20 1 15 300 4 3
실시예 14 20 1 15 300 25 3
실시예 15 20 1 15 300 35 3
실험예 1. 마이크로구의 특성 분석
고화단계 이전 및 이후의 순수한 PCL에 대한 평균 크기 및 크기 분포를 각각 광학 현미경 (Ix71, Olympus, Japan) 및 주사 전자 현미경 (SEM; JSM-6510, JEOL, Japan) 이미지를 사용하여 측정하였다. 임의로 선택된 영역의 각 광학 및 SEM 이미지로부터 100개 마이크로구를 임의로 선택하고, 마이크로구의 평균 크기 및 분포를 계산하였다. 고화단계를 거치기 전의 마이크로구는 광학 현미겅으로 촬영 후 배율 스케일바를 이용하여 구의 크기를 측정하였고, 고화 후의 마이크로구의 크기는 주사 전자 현미경으로 촬영 후 배율 스케일 바를 이용하여 측정하였다. 다공성 PCL 마이크로구에 대한 다양한 캄펜 농도, 오일상 용액 주입시의 유속 또는 교반 조건에 따른 마이크로구의 구멍 구조를 또한 시험하였다.
실험예 1-1. 캄펜 농도 변화에 대한 분석
유속 및 교반 조건을 고정시켰을 때, 마이크로구의 크기 및 기공의 크기는 캄펜 농도에 의해 상당히 영향을 받았다. 도 3은 상이한 캄펜 농도 (10, 20, 30 및 40중량부)을 사용한 마이크로구의 SEM 이미지를 도시한다. 실시예 1과 같이, 캄펜이 없는 경우, 조밀한 PCL 마이크로구를 관찰하였다. 반면, 캄펜 농도가 10중량부인 경우(실시예 2), 균일하고 작은 채널형 구멍을 관찰하였다. 캄펜 농도가 20중량부(실시예 3)로 증가함에 따라 기공 크기는 증가하였고, 농도가 30중량부(실시예 4)인 경우 기공 크기는 더욱 증가하였다. 또한, 기공 벽의 크기는 증가하는 캄펜 함량과 함께 증가하는 것으로 나타났다. 캄펜 농도가 40중량부(실시예 5)에 도달했을 때, 불규칙한 구조의 구멍을 생성하였다. 또한, 다른 조건에서보다 기공 벽이 더 두꺼웠고, 기공 벽에 작은 크기의 기공들이 형성되었다. 기공 구조는 캄펜 결정의 나뭇가지형 성장과 밀접하게 관련된다. 일반적으로, 고체의 성분은 캄펜의 나뭇가지형 성장을 방해하는데, 이로 인해 캄펜 덴드레이트(dendrite)가 형성되기 어렵고, 기공 구조의 프레임이 좁아지게 만든다. 벽에 생성된 작은 구멍은 주로 크기가 작은 캄펜 씨드로부터 형성된 캄펜 덴드레이트의 2차 가지에 기인하여 생성된다. 캄펜 농도에 따른 고화 전 및 고화 후 마이크로구의 평균 직경 및 평균 기공의 크기는 표 5와 같다.
캄펜 농도
(중량부)		 고화 전 마이크로구 고화 후 마이크로구 고화 후
마이크로구의 기공
평균 직경
(㎛)		 표준 편차
(㎛)		 평균 직경
(㎛)		 표준 편차
(㎛)		 평균 직경
(㎛)		 표준 편차
(㎛)
0 514.9 5.4 170.2 7.4 - -
10 443.1 25.5 230.7 12.9 11.4 1.3
20 489.5 11.2 266.4 11.3 39.4 6.3
30 546.3 13.1 321.4 19.6 55.7 6.1
40 494.2 7.5 329.5 19.5 120.1 19.6
고화 전 마이크로구는 캄펜 농도에 관계없이 유사한 평균 직경을 나타냈다. 그러나, 고화 후의 마이크로구의 평균 직경은 캄펜 농도에 고도로 의존적이며, 평균 직경의 감소가 관찰되었다. 즉, 고화된 마이크로구의 평균 직경은 캄펜 농도가 증가할 때 증가하였다. 캄펜 자체의 부피를 고려할 때, 고화 전 마이크로구의 부피가 동일한 경우를 서로 비교하면, 클로로포름의 부피는 캄펜 농도가 증가함에 따라 상당히 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서, 고화 이후의 마이크로구의 최종 부피는 캄펜 농도가 증가함에 따라 증가하였다.
다양한 캄펜 농도에서의 마이크로구의 크기 분포는 매우 단분산적이었다. 평균 직경에 대한 표준 편차를 평균 직경으로 나눈 변동 계수 (CV)는 입자 크기 분포도의 단분산도 (monodispersity)를 나타내는 값이다. 즉, CV값이 작을수록 입자 크기가 균일함을 나타낸다. 각각의 캄펜 농도에 대한 CV값은 하기 표 6과 같다.
캄펜 농도(중량부) 고화 전 마이크로구 고화 후 마이크로구
0 1.04878 4.34099
10 5.7594 5.57569
20 2.2812 4.22925
30 2.39548 6.10327
40 1.51694 5.9267
본 발명에서 관찰된 최대 CV 값 (~6%)은, PDMS 칩을 이용하지 않으며 각 용액의 유속을 조절하지 않고 제조하는 기존의 방법에 의한 PCL 마이크로구의 최소 CV 값 (약 22.5%)보다 훨씬 더 작았다. 상기 결과들로부터, 본 발명의 마이크로유체 시스템을 사용한 마이크로구의 제조하는 경우, 보다 균일한 입자 크기를 갖는 마이크로구를 제조하는 것이 가능함을 확인하였고, 이러한 마이크로구의 크기 및 기공의 크기를 조절하는 것도 가능함을 확인하였다.
실험예 1-2. 수상 용액 주입시의 유속 변화에 대한 분석
마이크로유체로 제조된 마이크로구의 크기는 마이크로유체 채널에서 오일상및 수상 용액 주입시의 유속을 조정함으로써, 용이하게 조절할 수 있다. 수상 용액 주입시의 유속을 10, 15, 20, 및 25ml/h로 변화시키면서, 오일상 용액 주입시의 유속은 1ml/h에서 고정시켰다. 고화 전 PCL/캄펜 마이크로구 (수상 용액 주입시의 유속 10ml/h, 캄펜 20중량부)의 광학 현미경 이미지는 크기가 매우 균일하면서 잘 발달된 구형 모양을 나타냈다(도 4a). 수상 용액 주입시의 유속이 10m/h에서 25ml/h로 증가함에 따라 고화 전 마이크로구의 평균 크기가 607㎛에서 384㎛로 감소하였다(도 4a). 마이크로구의 크기는 각 용액 주입시의 유속 비율에 의해 크게 영향을 받는다. PDMS 칩 내에서 오일상 용액의 액적이 용액 혼합부(130)에서 형성되며, 수상 용액은 유속에 비례하여 액적 상에 지연응력(dragging stress)을 가한다. 견인력(dragging force)은 지연응력 및 액적 크기와 비례한다. 견인력이 오일상 용액의 장력을 초과할 때, 오일상 용액으로부터 액적이 차단되고, 구 형태의 입자가 형성된다. 따라서, 수상 용액의 유속이 증가할 때, 충분한 견인력에 따라 액적 크기가 감소되고, 마이크로구의 크기가 감소하였다.
고화 전 마이크로구의 평균 크기 및 표준 편차의 수치 값을 표 7에 나타냈다.
수상 용액의 유속(mL/h) 고화 전 마이크로구 고화 후 마이크로구
평균 직경(㎛) 표준 편차(㎛) 평균 직경(㎛) 표준 편차(㎛)
10 607.1 9.5 331.0 12.2
15 488.0 11.2 263.6 11.8
20 442.7 7.4 233.5 6.7
25 384.3 16.3 211.9 13.7
각각의 수상 용액 주입시의 유속에 대한 CV값을 표 8에 나타냈다.
수상 용액의 유속(mL/h) 고화 전 마이크로구 고화 후 마이크로구
10 1.56182 3.70042
15 2.28849 4.49341
20 1.66518 2.88403
25 4.24011 6.47297
본 발명에서, 25ml/h의 높은 수상 용액 유속을 갖는 고화된 마이크로구(실시예 9)를 제외한 모든 CV 값은, 단분산도에 대한 미국 국립 표준기술 연구소 (NIST) 정의에 따라 단분산으로 간주되는 5% 미만이었다. 이러한 관찰 결과로부터, 크기가 조절 가능한 마이크로구를 마이크로유체 시스템에 의해 형성할 수 있으며, 이들의 크기 또한 균일하게 형성시킬 수 있음을 확인하였다.
실험예 1-3. 교반 속도 및 교반 시간 변화에 대한 분석
PDMS 칩으로부터 수집된 마이크로구를 상이한 교반 속도(0 및 300 rpm)로 시험하였다. 20%의 캄펜 농도 및 15 ml/h의 수상 용액 주입시의 유속을 갖는 PCL/캄펜 에멀젼으로 제조된 PCL 마이크로구 샘플을 선택하였다. 마이크로구의 고화가 클로로포름의 PVA 용액으로의 추출에서 비롯되었기 때문에, 마이크로구를 300rpm에서 교반시킴으로써 교반 시간을 24시간에서 3시간으로 감소시킬 수 있다. 다양한 교반 속도를 갖는 채널형 PCL 마이크로구의 SEM 이미지를 도 4b에 도시한다. 마이크로구의 크기는 여전히 균일하며, 마이크로구 상에 미세채널이 균일하게 형성된다는 것을 확인하였다. 또한 마이크로구의 평균 크기가, PDMS 칩을 이용하지 않으며 각 용액의 유속을 조절하지 않고 제조하는 기존의 방법에 의한 PCL 마이크로구의 크기보다 약 45%까지 감소된다는 것을 관찰하였다. 마이크로구가 PDMS 칩에서 형성되는 과정에서, 마이크로구 내에 클로로포름이 완전히 제거되지 않았고, 이를 교반시키는 과정에서 남아있던 클로로포름이 제거되어 마이크로구는 조밀해진다. 따라서, 고화된 마이크로구의 평균 크기는 고화전 마이크로구의 평균 크기보다 더 작았다.
실험예 1-4. 교반 온도 변화에 대한 분석
채널 구조는 교반 속도뿐만 아니라 교반 온도에도 영향을 받았다. 도 5a는 4℃, 25℃, 및 35℃에서 각각 고화된 채널형 PCL 마이크로구의 SEM 이미지를 도시한다. 기공 채널 크기는 교반 온도가 4℃일 때 가장 작으며, 이는 온도가 상승함에 따라 점진적으로 증가하였다. 교반 온도가 낮을수록 고화가 빨라지며, 캄펜 씨드의 크기 성장을 억제하기 때문에, 기공의 크기를 줄어들게 만든다. 각 온도에서의 평균 기공 크기를 측정하였다 (도 5b).
도 5c는 4℃ 및 35℃에서의 기공의 형성과정을 나타내는 것으로, 기공형성제가 씨드 상태에서 점차 나뭇가지 모양으로 성장하고, 그 후 기화되어 기공을 형성하게 되는 것을 나타낸다.
따라서, 교반 온도를 변화시킴으로써 원하는 크기의 기공을 형성하는 것이 가능함을 확인하였다.
100: PDMS 칩
110: 수상 용액 주입구
120: 오일상 용액 주입구
130: 용액 혼합부
140: 확장부
150: 배출구

Claims (22)

  1. 생분해성 고분자 및 기공형성제를 포함하는 오일상 용액과 계면활성제를 포함하는 수상 용액을 제조하는 단계;
    상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액을 PDMS 칩에 각각 주입하여 마이크로구를 형성하는 단계; 및
    상기 마이크로구를 고화시키는 단계;
    를 포함하는 다공성 마이크로구의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로구를 고화시키는 단계에서 형성된 마이크로구는 하기 수학식 1로 표현되는 직경의 변동 계수(Coefficient of variance) 값이 7 이하인, 제조방법:
    [수학식 1]
    Figure pat00003
    .
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로구를 형성하는 단계 전에 PDMS 칩을 제조하는 단계를 추가로 포함하는, 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 PDMS 칩은,
    상기 수상 용액이 유입되는 하나 이상의 수상 용액 주입구;
    상기 오일상 용액이 유입되는 하나 이상의 오일상 용액 주입구;
    상기 수상 용액과 상기 오일상 용액이 만나는 용액 혼합부;
    상기 용액 혼합부에서 연결되어 상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액이 통과되는 확장부; 및
    상기 확장부에서 연결되어 상기 마이크로구가 배출되는 배출구;
    를 포함하는, 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리엘-락트산, 폴리락트산-글리콜산 공중합체, 폴리락트산-카프로락톤 공중합체, 생분해성 폴리카보네이트, 및 이들의 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인, 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기공형성제는 캄펜, 캠포르, 나프탈렌, 멘톨, 티몰, 쿠마린, 바닐린, 살리실아미드, 2-아미노피리딘, t-부탄올, 트리클로로- t-부탄올, 이미다졸, 디메틸설폰, 우레아, 및 2-아미도피리딘으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인, 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기공형성제의 함량은 상기 생분해성 고분자 3중량부를 기준으로 하여, 5 내지 50중량부인, 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 오일상 용액을 제조하는 단계는 상기 생분해성 고분자 및 기공형성제를 유기 용매에 녹이는 단계를 포함하고,
    상기 유기 용매는 디클로로메탄, 클로로포름, 디메틸포름아미드, 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 테트라하이드로퓨란, 디메틸설폭사이드 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐에테르 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 PDMS 칩에 상기 수상 용액을 주입시의 유속은 5 내지 30 ml/h인, 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로구를 형성하는 단계에서 형성된 마이크로구의 평균 직경은 350 내지 620㎛인, 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로구를 고화시키는 단계는, 상기 마이크로구를 교반하여 상기 마이크로구에 기공을 형성시키는 것을 포함하는, 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 마이크로구를 교반하여 상기 마이크로구에 기공을 형성시키는 것은 -5 내지 40℃ 온도에서 교반하는 것인, 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 마이크로구를 교반하여 상기 마이크로구에 기공을 형성시키는 것은 200 내지 400rpm으로 교반시키는 것인, 제조방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로구를 고화시키는 단계에서 형성된 마이크로구의 평균 직경이 150 내지 350㎛인, 제조방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 마이크로구는 상기 다공성 마이크로구의 일측외면에 구비된 기공이 타측외면에 구비된 기공으로 내부가 서로 연결되는 개방형 채널 구조를 갖는 기공을 포함하는, 제조방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 마이크로구는 평균 직경 5 내지 150 ㎛의 기공을 포함하는, 제조방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 다공성 마이크로구의 하기 식으로 표현되는 변동 계수 값이 7 이하인 다공성 마이크로구:
    [수학식 2]
    Figure pat00004
    .
  19. 제18항에 있어서, 상기 다공성 마이크로구는 세포 전달체용인, 다공성 마이크로구.
  20. 수상 용액을 구비하는 제1원료공급부;
    오일상 용액을 구비하는 제2원료공급부;
    상기 제1원료공급부 및 제2원료공급부로부터 수상 용액 및 오일상 용액을 수집하여 다공성 마이크로구를 제조하는 PDMS 칩;
    을 포함하는 다공성 마이크로구의 제조장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 PDMS 칩은,
    수상 용액이 유입되는 하나 이상의 수상 용액 주입구;
    오일상 용액이 유입되는 하나 이상의 오일상 용액 주입구;
    상기 수상 용액과 상기 오일상 용액이 만나는 용액 혼합부;
    상기 용액 혼합부에서 연결되어 상기 오일상 용액 및 상기 수상 용액이 통과되는 확장부; 및
    상기 확장부에서 연결되어 상기 마이크로구가 배출되는 배출구;
    를 포함하는, 다공성 마이크로구의 제조장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 PDMS 칩은 1개의 오일상 용액 주입구, 2개의 수상 용액 주입구를 포함하는, 다공성 마이크로구의 제조장치.
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