KR20180064930A - 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용액의 사출을 통해 형성되는 필라멘트를 여러 방향으로 적층하여 구조체를 제조하는 장치에 있어서, 필라멘트 간 접촉되는 면적이 넓은 단면을 가지는 필라멘트를 형성할 수 있어 필라멘트 간 부착력을 증대시킬 수 있는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치에 관한 것이다.

Description

사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치{Structure Manufacturing Device for Injection Moldable Shape}
본 발명은 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용액의 사출을 통해 형성되는 필라멘트를 여러 방향으로 적층하여 구조체를 제조하는 장치에 있어서, 필라멘트 간 접촉되는 면적이 넓은 단면을 가지는 필라멘트를 형성할 수 있어 필라멘트 간 부착력을 증대시킬 수 있는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치에 관한 것이다.
생체조직공학은 생명과학, 의학, 공학의 기본 개념과 기술을 바탕으로 생체조직의 대용품을 만들어 생체에 이식함으로써, 생체 기능의 유지, 향상, 복원을 가능하게 하는 기술을 통틀어 일컫는 것이다.
생체조직공학의 구현은 환자의 몸에서 필요한 조직을 채취하고 그 조직편으로부터 세포를 분리한 다음 분리된 세포를 배양을 통하여 필요한 양만큼 증식시킨 후, 다공성을 가지는 생분해성 고분자 지지체에 심어 일정기간 체외 배양함으로써 형성되는 세포 배양 지지체(스캐폴드, scaffold)를 다시 인체 내에 이식하는 방식으로 이루어진다.
이식 후, 세포들은 대부분의 조직이나 장기의 경우 신생 혈관이 형성될 때가지는 체액의 확산에 의해 산소와 영양분을 공급받다가 인체 내의 혈관이 들어와 혈액의 공급이 이루어지면, 세포들이 증식 분화하여 새로운 조직 및 장기를 형성하고, 생분해성 고분자 지지체는 그동안 분해되어 사라진다.
상술된 스캐폴드는 필요 부위에 따라 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 그 중 한 가지 형태가 도관 형태이다.
도관형 스캐폴드는 혈관이나 신경 등과 같은 조직의 대체물로서 사용될 수 있으며, 상기 도관형 스캐폴드를 제조하기 위해서는 도관 형태의 베이스 프레임을 고정하고, 상기 베이스 프레임을 회전시키면서 스캐폴드의 재료를 플로팅 하는 방식으로 만들어진다.
이와 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1478155호("도관형 스캐폴드 제조 장치 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드", 2014.12.24.)에 도관형태의 베이스프레임 외주면에 용액의 사출을 통해 필라멘트를 형성하되, 상기 필라멘트를 여러 방향으로 적층하여 스캐폴드를 제조하는 스캐폴드 제조 장치 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드가 개시되었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 스캐폴드 제조 장치를 이용하여 필라멘트를 형성할 경우, 용액을 분사하는 노즐수단은 용액의 균등한 분사를 위해 반경이 동일한 원형으로 형성되고, 상술된 노즐수단을 통해 사출되는 단면의 형상이 원형인 필라멘트(1-1)를 적층하여 스캐폴드(1)를 제조하게 된다.
다만, 종래 스캐폴드 제조 장치는 단면의 형상이 원형인 필라멘트(1-1)만을 적층하여 스캐폴드(1)를 형성함으로써, 필라멘트(1-1)간 부착(접촉)되는 면적이 줄어들어 부착력이 떨어질 수 있다.
또한, 필라멘트(1-1)간 부착력의 증대를 위해, 노즐수단의 형상을 타원형 또는 사각형으로 형성할 경우, 용액의 고른 분사가 어려울 뿐만 아니라, 선택되는 형상에 따라 노즐수단을 빈번히 교체해아 하는 번거로움이 발생한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1478155호("도관형 스캐폴드 제조 장치 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드", 2014.12.24.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용액의 사출을 통해 형성되는 필라멘트를 여러 방향으로 적층하여 구조체를 제조하는 장치에 있어서, 필라멘트 간 접촉되는 면적이 넓은 단면을 가지는 필라멘트를 사출할 수 있어, 필라멘트 간 부착력을 증대시킬 수 있는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는 용액이 저장되는 용액저장부와, 상기 용액저장부로부터 공급받은 용액을 분사하여 필라멘트를 형성하는 노즐부와, 상기 노즐부 원주면에 상기 노즐부보다 하부방향으로 돌출되어 형성되는 사출성형부를 포함하는 분사부; 상기 분사부의 노즐부를 통해 분사되는 용액이 수집되어 필라멘트를 형성하도록 상기 분사부 하부에 형성되는 수집부; 상기 분사부 또는 수집부를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시켜 분사위치를 조절하는 분사위치조절부; 및 상기 수집부 양측 단부에 결합되어 고정되는 고정축과, 상기 수집부 및 상기 고정축을 회전시키는 구동부를 포함하는 수집위치조절부;를 포함한다.
또한, 상기 사출성형부는 상하방향으로의 높이가 제어 가능하도록 형성된다.
또한, 상기 사출성형부는 하부방향 끝단에 형성되는 곡면부를 포함한다.
또한, 상기 사출성형부는 하부방향 끝단에 용액의 유로를 안내하되, 선택되는 각도를 가지도록 제어 가능한 안내부를 포함한다.
또한, 상기 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는 상기 분사위치조절부와 연결되어 분사위치를 제어하며, 상기 수집위치조절부와 연결되어 상기 고정축의 회전속도를 제어하고, 상기 사출성형수단의 상하방향으로의 높이를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 상기 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는 상기 고정축의 단부는 원뿔 형태이며, 상기 수집부의 양측 단부는 상기 고정축이 삽입 고정되도록 상기 고정축에 대응되는 형태로 내측으로 파여져 형성된다.
또한, 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는 상기 수집부가 서로 다른 직경을 갖도록 복수 형성되어 교체 가능한 특징을 가진다.
본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는 용액의 사출을 통해 형성되는 필라멘트를 여러 방향으로 적층하여 구조체를 제조하는 장치에 있어서, 용액을 분사하는 노즐부의 원주면에 상기 노즐부보다 하부방향으로 형성되는 사출성형부를 포함하여 필라멘트로 힘을 가함으로써, 필라멘트 간 접촉되는 면적이 넓은 단면을 가지는 필라멘트를 형성할 수 있으므로, 필라멘트 간 부착력이 증대되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는 상기 사출성형부를 상하방향으로의 높이 제어가 가능하도록 형성함으로써, 단면의 형상이 원형인 필라멘트뿐만 아니라, 선택되는 높이를 가지는 필라멘트가 여러 방향으로 적층되어 형성되는 구조체를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는 선택되는 높이를 가지는 필라멘트를 여러 방향으로 적층하여 구조체를 제조할 수 있으므로, 선택되는 형상 및 단면을 가지는 세포 배양 지지체(스캐폴드, scaffold) 등의 제조 분야에 적용 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래 스캐폴드 제조 장치를 이용하여 제조된 스캐폴드를 개념적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치의 수집부와 수집위치조절부의 형상 실시예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치를 분사부를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치를 이용하여 제조된 구조체를 개념적으로 나타낸 도면.
도 6은 제1실시예의 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치의 분사부를 나타낸 도면.
도 7은 제2실시예의 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치의 분사부를 나타낸 도면.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치의 수집부와 수집위치조절부의 형상 실시예를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치를 분사부를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치를 이용하여 제조된 구조체를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 용액을 사출하여 형성되는 필라멘트(11)를 여러 방향으로 적층하여 구조체(10)를 제조할 수 있는 장치로서, 크게 분사부(100), 수집부(200), 분사위치조절부(300) 및 수집위치조절부(400)를 포함한다.
이때, 필라멘트(11)는 용액이 사출되어 일정 길이를 갖는 형상을 말하며, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 용액이 사출되어 일정 길이를 갖도록 형성되는 필라멘트(11)를 여러 방향으로 적층시켜 구조체(10)를 제조할 수 있다.
상기 분사부(100)는 용액을 상기 수집부(200)로 분사하여 필라멘트(11)를 형성하기 위한 구성으로서, 용액이 저장되는 용액저장부(110)와, 상기 용액저장부(110)로부터 공급받은 용액을 수집부(200)로 분사하는 노즐부(120)를 포함하여 형성된다.
이때, 구조체(10)는 배양된 세포 용액이 사출되어 필라멘트(11)를 형성하고, 이의 적층을 통해 제조된 세포 배양 지지체(스캐폴드, scaffold) 등일 수 있다.
즉, 상기 구조체(10)가 세포 배양 지지체일 경우, 상기 구조체(10)를 이루는필라멘트(11)를 형성하는 용액은 생체적합물질이 용해 또는 용융되어 있는 것일 수 있으며, 이때 생체적합물질은 생체적합고분자, 생체재료 및 생체단백질 등을 의미한다.
아울러, 분사부(100)는 가열수단(130)을 더 포함할 수 있으며, 용액저장부(100)는 상기 가열수단(130)에 의해 가열되어 내부에 저장된 용액이 용해 또는 용융될 수 있다.
상기 수집부(200)는 도관 형태(원통 형태)로 형성되되, 상기 분사부(100)에 의해 분사된 용액이 수집되어 필라멘트(11)를 형성하도록 상기 분사부(100)의 하부에 형성된다.
이때, 상기 수집부(200)는 축 방향으로 회전 가능하도록 형성되어, 분사부(100)로부터 용액이 분사되어 형성되는 필라멘트(11)가 여러 방향으로 적층 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 분사위치조절부(300)는 상기 분사부(100)를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시켜 분사위치를 조절하며, 분사위치조절부(300)는 상기 분사부(100)를 Z축 방향으로 이동시키도록 하는 Z축가이드레일(320)이 형성된 고정브라켓(310)과, 상기 고정브라켓(310)을 X축 및 Y축 방향으로 이동되도록 하는 X축가이드레일(330) 및 Y축가이드레일(미도시)을 포함할 수 있다.
다만, 상술된 분사위치조절부(300)의 구성 및 형상은 한정하지 않고 X축, Y축 및 Z축 방향으로 수월하게 분사부(100)를 이동시킬 수 있다면, 다양한 분사위치조절부의 구성 및 형상의 실시예가 가능함은 물론이다.
또한, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 상기 분사위치조절부(300)에 의해 분사부(100)를 이동시키지 않고, 용액이 수집되는 수집부(200)가 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동되어 분사위치를 조절할 수 있는 실시예 또한 가능하다.
상기 수집위치조절부(400)는 도관 형태로 된 수집부(200)를 고정함에 있어 휨 문제나 불안정한 고정력 문제를 해결할 수 있도록 형성됨이 바람직하며, 이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 수집부(200)의 양측 단부에 결합 고정되는 고정축(410)을 포함할 수 있으며, 이에 더해 수집부(200)의 축 회전을 위해 고정축(410)을 회전시키는 구동부(420)를 더 포함할 수 있다.
좀 더 상세하게는 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 고정축(410)의 단부가 원뿔 형태로 형성되고, 수집부(200)의 양측 단부가 고정축(410)에 삽입 고정되도록 상기 고정축(410)과 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 상기 고정축(410)의 구조가 간단하게 형성됨으로써, 수집부(200)와의 결합 과정이 간편할 뿐만 아니라, 수집부(200)의 중심축과 고정축(410)의 센터링(centering)이 용이한 장점을 가진다.
아울러, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 수집부(200)가 서로 다른 직경을 갖도록 복수 형성되는 것이 바람직하며, 교체 가능하도록 형성되어 선택되는 직경을 가지는 다양한 구조체(10)를 제조 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
다만, 본 발명에 따른 도관형 형상의 수집부(200)의 구성 및 형상은 도관형 구조체를 제조하기 위한 일 실시예로서, 사각형 형상의 구조체를 제조하기 위한 사각형 형상의 용기 형상일 수 있는 등, 도관형 구조체 이외에 다양한 형상을 가지는 구조체를 제조함에 있어, 이에 대응되는 구조를 가질 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)의 분사부(100)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 분사부(100)는 상술된 바와 같이, 용액을 분사하는 노즐부(120)와, 상기 노즐부(120)의 원주면에 형성되는 사출성형부(140)를 더 포함하여 형성된다.
상기 노즐부(120)는 용액을 분사하여 필라멘트(11)를 형성하기 위한 형태이며, 노즐부(120)는 용액의 분사가 원활한 원형 단면을 가지도록 형성되는 것이 바람직하나, 용액의 원활한 분사가 가능하다면 다양한 형상의 실시예가 가능함은 물론이다.
상기 사출성형부(140)는 노즐부(120)의 원주면에 형성되되, 노즐부(120)보다 하부방향으로 돌출되도록 형성된다.
즉, 상기 사출성형부(140)는 상기 노즐부(120)를 통해 분사되어 형성되는 필라멘트(11)를 하부방향으로 힘을 가하도록 돌출되어 형성됨으로써, 상하방향으로 일정 납작한 단면을 가지도록 필라멘트(11)를 형성할 수 있다.
다시 말해, 상기 사출성형부(140)는 필라멘트(11)로 힘을 가하여 단면 형상이 타원형과 가깝되, 상부와 하부면을 납작하도록 사출할 수 있으므로, 적층되는 필라멘트(11) 간의 접촉 면적이 넓어지도록 한다.
이는 필라멘트(11) 간의 접촉 면적 증대에 따라 단면이 원형 형상인 필라멘트에 비해, 상대적으로 필라멘트(11) 간의 부착력을 증대시킬 수 있다.
본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 상술된 바와 같이, 구조체(10)를 이루는 필라멘트(11)의 단면 형상이 접촉 면적이 넓은 형상으로 형성되어 필라멘트(11)간 부착력이 증대됨으로써, 구조체(10)의 제조에 있어 필라멘트(11)의 이탈을 방지할 수 있으므로, 선택되는 형상으로 정확하고 효율적으로 구조체(10)를 제조할 수 있다.
아울러, 상기 사출성형부(140)는 상하방향으로의 높이가 제어 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 사출성형부(140)는 상하방향으로의 높이를 제어할 수 있도록 형성됨으로써, 상술된 부착력이 증대되는 장점과 더불어, 용액의 사출에 의해 형성되는 필라멘트(11)의 높이를 제어할 수 있다.
사출성형부(140)의 상하방향으로의 높이 제어를 위한 구성은 사출성형부(140)의 몸체를 상하방향으로 이동시키는 높이제어수단(미도시)을 이용하여 제어할 수 있으며, 이에 한정하지 않고 사출성형부(140)의 상하방향으로의 높이 제어가 수월하다면 다양한 방법 및 구성의 실시예가 가능하다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)의 분사부(100)는 사출성형부(140)의 상하방향 높이 제어가 가능함으로써, 단면이 형상이 원형인 필라멘트를 포함하는 구조체 뿐만 아니라, 상하방향으로의 높이 제어를 통해 단면의 형상이 선택되는 높이를 가지되, 접촉 면적이 넓은 단면을 가지는 필라멘트를 포함하는 구조체를 제조할 수 있다.
<분사부의 제1실시예>
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치의 분사부를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분사부(100)의 사출성형부(140)는 하부방향 끝단에 둥근 곡선면을 가지는 곡면부(141)를 포함할 수 있다.
상기 곡면부(141)는 상기 사출성형부(140)의 하부방향 끝단에 곡선면을 가지도록 형성됨으로써, 노즐부(120)를 통해 분사되는 용액이 사출성형부(140)에 의해 끊기거나 불규칙하게 사출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 곡면부(141)는 일정 곡선을 가지는 볼 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 분사부(100)의 이동에 대응하여 회전 가능하게 형성될 수 있으며, 이는 사출성형부(140)에 의한 용액의 사출을 방해하지 않으면서 용이하게 하부방향으로 힘을 가할 수 있다.
<분사부의 제2실시예>
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치의 분사부를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 분사부(100)의 사출성형부(140)는 하부방향 끝단에 용액의 유로를 안내하되, 선택되는 각도를 가지도록 제어 가능한 안내부(142)를 포함할 수 있다.
상기 안내부(142)는 선택되는 각도로 제어 가능하도록 형성되는 것이 바람직하며, 사출되어 필라멘트(11)를 형성하기 위한 용액의 유로를 안내할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 사출성형부(140)에 의해 필라멘트(또는 사출되는 용액)를 상부에서 하부방향으로 힘을 가하여 필라멘트간 접촉 면적이 넓은 단면을 가지도록 함으로써, 하부방향으로 가해지는 힘에 의해 사출되는 용액의 흐름이 상하방향으로 요동칠 수 있는 우려가 있다.
이는 제조하고자 하는 필라멘트(11)의 정확한 형성이 어려울 뿐만 아니라, 정확하게 제조되지 못한 필라멘트(11)가 적층되어 형성되는 구조체(10) 또한 형상의 변형과 더불어 제 역할을 수행하기 어렵다.
그러므로 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 사출성형부(140) 하부방향 끝단에 안내부(142)를 포함함으로써, 사출성형부(140)에 의한 하부방향으로의 힘에 대응하여 용액이 상하방향으로 요동치는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 안내부(142)의 형상은 사출되는 용액의 흐름의 방해가 되지 않는 유로를 형성할 수 있다면, 도면에 도시된 바에 한정하지 않고 다양한 형상의 실시예가 가능하다.
본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 상기 분사위치조절부(300)와 연결되어 분사부(100)의 분사위치를 제어하며, 상기 수집위치조절부(400)와 연결되어 상기 고정축(410)의 회전속도를 제어할 뿐만 아니라, 상기 사출성형부(140)의 상하방향으로의 높이를 제어하는 제어부(500)를 포함하여 형성된다.
즉, 본 발명에 따른 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치(1000)는 제어부(500)의 동작에 의해 분사부(100)의 분사위치, 구동축(410)의 회전속도 및 사출성형부(140)의 상하방향 높이를 제어함으로써, 다양한 형태의 필라멘트(11)의 적층에 따른 구조체(10)를 형성할 수 있다.
1000 : 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치
100 : 분사부
110 : 용액공급부 120 : 노즐부
130 : 가열수단 140 : 사출성형부
141 : 곡면부 142 : 안내부
200 : 수집부
300 : 분사위치조절부
310 : 고정브라켓 320 : Z축가이드레일
330 : X축가이드레일
400 : 수집위치조절부
410 : 고정축 420 : 구동부
500 : 제어부
10 : 스캐폴드 11 : 필라멘트

Claims (7)

  1. 용액이 저장되는 용액저장부와, 상기 용액저장부로부터 공급받은 용액을 분사하여 필라멘트를 형성하는 노즐부와, 상기 노즐부 원주면에 상기 노즐부보다 하부방향으로 돌출되어 형성되는 사출성형부를 포함하는 분사부;
    상기 분사부의 노즐부를 통해 분사되는 용액이 수집되어 필라멘트를 형성하도록 상기 분사부 하부에 형성되는 수집부;
    상기 분사부 또는 수집부를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시켜 분사위치를 조절하는 분사위치조절부; 및
    상기 수집부 양측 단부에 결합되어 고정되는 고정축과, 상기 수집부 및 상기 고정축을 회전시키는 구동부를 포함하는 수집위치조절부;를 포함하는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사출성형부는
    상하방향으로의 높이가 제어 가능하도록 형성되는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 사출성형부는
    하부방향 끝단에 형성되는 곡면부를 포함하는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 사출성형부는
    하부방향 끝단에 용액의 유로를 안내하되, 선택되는 각도를 가지도록 제어 가능한 안내부를 포함하는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는
    상기 분사위치조절부와 연결되어 분사위치를 제어하며,
    상기 수집위치조절부와 연결되어 상기 고정축의 회전속도를 제어하고,
    상기 사출성형수단의 상하방향으로의 높이를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는
    상기 고정축의 단부는 원뿔 형태이며,
    상기 수집부의 양측 단부는 상기 고정축이 삽입 고정되도록 상기 고정축에 대응되는 형태로 내측으로 파여져 형성되는 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치는
    상기 수집부가 서로 다른 직경을 갖도록 복수 형성되어 교체 가능한 사출형상의 성형이 가능한 구조체 제조 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130070110A (ko) * 2011-12-19 2013-06-27 한국기계연구원 세포배양지지체 제조 장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체
KR101478155B1 (ko) 2013-02-20 2015-01-07 한국기계연구원 도관형 스캐폴드 제조 장치 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110023106A (ko) * 2009-08-28 2011-03-08 한국기계연구원 세포배양지지체 제조 장치 및 상기 장치를 이용하여 제조된 세포배양지지체
KR20130070110A (ko) * 2011-12-19 2013-06-27 한국기계연구원 세포배양지지체 제조 장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체
KR101478155B1 (ko) 2013-02-20 2015-01-07 한국기계연구원 도관형 스캐폴드 제조 장치 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드

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