KR20180079387A - 전단 제어에 의한 지방 조직의 자동화된 충진 및 분배를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

전단 제어에 의한 지방 조직의 자동화된 충진 및 분배를 위한 장치 및 방법 Download PDF

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크리스토퍼 로크
데니스 와이 리
에반 제이 프리드먼
이스라엘 제솝
상욱 박
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Abstract

이송 속도의 제어가 가능한 조직 이송 장치, 시스템, 및 방법이 개시된다. 이 장치는 장치의 몸체 내부 또는 외부로 플런저를 진행시키도록 정압 또는 부압을 이용한다. 인가되는 압력을 제어하기 위해 압력 조절기가 사용될 수 있다. 이송 속도를 허용가능한 범위 내로 유지하는 것 및/또는 조직 상의 압력 또는 전단력을 제어하는 것이 특정 타입의 조직의 생존력을 향상시킬 수 있다.

Description

전단 제어에 의한 지방 조직의 자동화된 충진 및 분배를 위한 장치 및 방법
[0001] 본 출원은 2015년 11월 2일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/249,536호에 대해 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본원에 참고로 포함된다.
[0002] 본 발명은 지방 조직(adipose tissue)과 같은 조직의 이송 도구 및 방법을 포함하는 수술 기구 및 방법에 관한 것이다.
[0003] 자가 지방 이식술은 점차 보편화되고 있으며, 안면 윤곽 성형, 유방 재건 및/또는 확대, 그리고 기타 미적 또는 재건 수술과 같은 수많은 임상적 용도를 갖는다. 또한, 자가 지방 이식술은 다른 수술 옵션에 비해 상대적으로 낮은 공여체 부위 질환율을 갖는 것으로 밝혀졌다.
[0004] 그러나, 일부 경우, 자가 지방 이식술은 다소 예기치못한 결과를 제공한다. 예를 들어, 이식후 지방 세포의 생존률이 가변적이어서, 최적이 아닌 결과를 초래하거나 여러 차례 또는 수정 수술을 필요로 할 수 있다.
[0005] 지방 이식 결과에 대한 예측 불가능성의 원인은 완전히 이해되지 못한 상태이다. 그러나 일부 임상의는 사용된 외과 수술의 양상과 궁극적인 이식 생존력 사이의 상관 관계를 발견하였다. 예를 들어, J.H. Lee 등은 이식 생존력에 관한 이식 수집(graft collection) 중 흡입 압력, 주입 압력 및 전단 응력 사이의 상관 관계를 연구하였다. J.H. Lee 외, "자가 지방 이식술에 대한 압력과 전단의 효과," Plastic and Reconstructive Surgery, 2003년 5월호:1125-1136. Lee는 높은 흡입 및 주입 압력은 일정 수준까지는 체내에서 지방 이식 생존력에 영향을 미치지 않으나, 유량의 함수인 전단 응력의 정도는 지방 이식 생존력에 상당한 영향을 미친다는 결론을 얻었다. 또한, 낮은 전단 응력으로 천천히 주입된 지방 이식은 높은 전단 응력(shear stress)으로 주입된 이식보다 더 나은 결과를 보였다.
[0006] 지방 세포 생존력은 흡입 압력, 주입 압력, 및 전단 응력을 포함한 다양한 인자에 의해 영향을 받을 수 있다. 적절히 시행되지 않으면, 주사기 및 다른 용기로부터 세포를 로딩하고 언로딩하는 것이 세포에 손상을 줄 수 있고 이식후 전체적인 세포 생존력을 감소시킬 수 있다. 이러한 효과들을 경감시키기 위해, 사용자는 조직을 로딩하고 언로딩할 때 압력과 전단 응력을 세심하게 조절해야 한다. 이러한 조절은 세포 이식에 자동화 및 반복 가능성을 도입하는 것에 의해 달성될 수 있다.
[0007] 지방 이식에 대해 수집 및 재주입시 가해지는 압력 또는 전단의 정도를 조절하는데 있어서 외과의들을 보조하기 위한 다양한 기구들이 기술되어 왔다. 예를 들어, Austen에 의한 미국 특허 출원공개 제2013/0158515A1호는 압력, 전단, 그리고 주입 속도를 측정 및/또는 제어하는 센서를 갖는 시스템을 기술한다. 마찬가지로, 미국 특허 출원공개 제2012/0209248호는 주입 압력을 특정 한계 아래로 제어하는 것을 가능하게 하는, 지방 조직 수집 및 주입용 시스템을 기술한다. 그러나 이들 시스템은 일정한 한계를 갖는다.
[0008] 본 발명은 지방 조직의 이송을 위한 장치 및 방법을 포함한, 개선된 조직 이송을 위한 장치 및 방법을 제공한다. 본 장치 및 방법은 지방 이송 장치의 제어된 로딩 및 언로딩을 가능하게 하고 작업 시간을 감소시킬 수 있는 한편, 조직 이송시 세포 생존력의 지속성을 증대 또는 조절하도록 조직 이송 프로세스를 제어한다.
[0009] 일부 실시예에서, 조직 이송 장치가 제공된다. 본 장치는 챔버를 포함하는 몸체를 포함한다. 몸체의 내부는 주사기의 플런저(plunger)의 적어도 일부를 수용하도록 되어 있다. 본 장치는 또한 챔버의 내부와 유체 연통하는 입구를 포함한다. 입구에 가해진 정압(positive pressure) 또는 부압(negative pressure)이 주사기의 플런저로 하여금 몸체의 내부로 또는 내부로부터 바깥으로 진행하게 한다.
[0010] 일부 실시예에서, 조직 이송 장치가 제공된다. 본 장치는 외벽 및 이 외벽 내에 갇힌 내부(interior portion)를 포함하는 챔버를 포함하는 몸체를 포함한다. 본 장치는 또한 상기 내부에 적어도 부분적으로 둘러싸인 플런저를 포함한다. 본 장치는 또한 챔버의 내부와 유체 연통하는 입구를 포함한다. 본 장치는 입구에 가해진 정압 또는 부압이 플런저를 몸체의 내부에서 이동하게 하도록 구성된다.
[0011] 일부 실시예에서, 조직 처리 시스템이 제공된다. 본 시스템은 주사기 및 조직 이송 장치를 포함한다. 본 주사기는 내부용적(interior volume)을 갖는 주사기 몸체를 포함하고 주변 벽을 포함한다. 주사기는 또한 주사기 몸체 내에 놓인 주사기 플런저를 포함한다. 주사기는 또한 주변 벽의 적어도 일부를 둘러싸는 주사기 플랜지를 포함한다. 조직 이송 장치는 챔버를 포함하는 몸체를 포함한다. 몸체의 내부가 주사기의 플런저의 적어도 일부를 포함하도록 되어 있다. 조직 이송 장치는 또한 챔버의 내부와 유체 연통하는 입구를 포함한다. 입구에 가해진 정압 또는 부압이 주사기의 플런저로 하여금 이 장치의 몸체의 내부로 또는 내부로부터 바깥으로 진행하게 한다.
[0012] 특정의 실시예에서, 조직을 이송하는 방법이 제공된다. 본 방법은 챔버 및 입구를 포함하는 몸체를 갖는 조직 이송 장치를 선택하는 것을 포함한다. 몸체의 내부는 주사기의 플런저의 적어도 일부를 수용하도록 되어 있다. 입구는 챔버의 내부와 유체 연통된다. 본 방법은 또한 주사기의 플런저를 조직 이송 장치에 결합시키는 것을 포함한다. 본 발명은 또한 주사기의 플런저가 몸체의 내부로 진행하도록 하기 위해 입구에 부압을 인가하는 것을 포함한다. 본 방법은 또한 주사기의 플런저가 몸체의 내부로부터 밖으로 진행하도록 하기 위해 입구에 정압을 인가하는 선택적인 단계를 포함한다.
[0013] 도 1은 다양한 실시예에 따른 조직 이송 장치를 도시한 것이다.
[0014] 도 2a 및 도 2b는 다양한 실시예에 따른 조직 이송 장치 및 주사기에 결합된 조직 이송 장치를 각각 도시한 것이다.
[0015] 도 3은 다양한 실시예에 따른 조직 이송 장치 및 주사기를 포함한 조직 처리 시스템을 도시한 것이다.
[0016] 도 4는 조직 로딩 및 언로딩의 상이한 상태로 도 3의 시스템을 도시한 것이다.
[0017] 도 5는 다양한 실시예에 따라 복수의 조직 수용기를 수용할 수 있는 조직 이송 장치를 도시한 것이다.
[0018] 도 6은 다양한 실시예에 따른 조직 이송 장치를 도시한 것이다.
[0019] 도 7은 다양한 실시예에 따른 조직 이송 장치를 도시한 것이다.
[0020] 도 8은 다양한 실시예에 따른 조직 이송 방법을 도시한 것이다.
[0021] 이제, 첨부 도면에 예시적으로 도시된, 개시된 장치와 방법의 다양한 실시예에 대해 상세하게 설명할 것이다. 가능한 한, 동일 또는 유사한 부품에 대해서 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호가 사용될 것이다.
[0022] 본 발명에서, 단수의 사용은 달리 언급하지 않는 한 복수를 포함한다. 본 발명에서, "또는"은 달리 설명되지 않는 한 "및/또는"을 의미한다. 또한, 용어 "포함하는" 뿐만 아나라, "포함한" 및 "포함된"과 같은 다른 형태의 사용은 제한적이지 않다. 본원에 기술된 어떤 범위든 끝점들 및 그 끝점들 사이의 모든 값을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
[0023] 용어 "주사기"의 사용은 산업분야별 기준에 제한받지 않으며 상이한 형상과 크기의 다양한 수용기(receptacle)를 포함한다. 본원에 기술된 어떤 범위든 끝점들 및 그 끝점들 사이의 모든 값을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
[0024] 본원에 사용된 섹션별 제목은 단지 구성상의 목적으로, 기재된 발명 내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본원에 인용된 모든 문헌, 또는 문헌의 일부 - 특허, 특허출원, 기사, 서적 및 논문을 포함하나 이에 제한되지 않음 - 는 명시적으로 그 전체 내용이 참고로서 포함된다.
[0025] 본 장치 및 방법이 특히 지방 조직의 이송 또는 주입에 관해 기술되나, 본 장치 및 방법은 과도한 압력 및/또는 전단(shear)에 의해 손상될 수 있거나 본원에 기재된 자동화된 이송 프로세스에 의해 이득을 얻을 수 있는 다른 조직 타입이나 제품을 포함한 다른 적절한 재료와 함께 사용될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 또한, 본 장치는 적절한 이송 및/또는 이식 지점에 대한 손상의 방지를 위해 압력의 조절 또는 이송 속도의 유지가 중요한 경우, 다른 물질(예컨대, 약물, 조직 필러, 염료, 대조 작용제, 또는 유동체)의 이송 또는 주입을 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 지방 조직상 전단력(shear force)의 조절을 위한 시스템은 예를 들어, 본원에 그 전체 내용이 참고로 포함되는, 2015년 4월 9일에 출원된 미국 특허출원 제14/682,342호에 기술되어 있다.
[0026] 조직 또는 유동체의 로딩 및 언로딩을 용이하게 하는 조직 이송 장치가 제공된다. 이 조직 이송 장치는 조직 수용기 내에 플런저 또는 피스톤의 위치를 조절하기 위해 공기압 또는 진공을 이용할 수 있다. 조절된 공기압의 사용은 자동화된 로딩 및 언로딩을 가능하게 할 수 있고 지방(또는 다른 조직) 이송에 있어서 예측가능성, 반복가능성, 및 이식 성공률을 향상시킬 수 있다.
[0027] 도 1은 다양한 실시예에 따른 조직 이송 장치(100)를 도시한 것이다. 조직 이송 장치(100)는 챔버(102)를 포함하는 몸체(101)를 포함할 수 있다. 입구(106)가 챔버(102)의 내부 용적과 유체 연통한다. 조직 이송 장치(100)가 주사기와 같은 조직 수용기에 결합되면, 챔버(102) 내부의 공기압 변화가 플런저 또는 피스톤과 같은 조직 수용기의 요소를 이동시킬 수 있다.
[0028] 조직 이송 장치(100)의 몸체(101)는 특정용도(application-specific) 요건을 충족하는 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료로는 플라스틱, 금속, 및 세라믹을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 몸체가 별개의 부품을 포함할 수 있고, 그 중 하나의 부품이 뚜껑(103) 또는 덮개일 수 있다. 뚜껑(103)과 몸체(101)의 다른 부분간 부착 메카니즘은 다양한 디자인의 힌지(105)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 뚜껑(103)은 미끄럼 마찰 결합이나 다른 적절한 부착 방법을 이용하여 몸체(101)의 다른 부분에 부착될 수 있다.
[0029] 다양한 실시예에 따라, 몸체(101)는 챔버(102)의 적어도 일부분의 둘레로 밀봉을 형성하는 밀봉 가스켓(104)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 가스켓(104)은 O- 링 또는 밀봉을 형성하기 위해 서로 가압하는 다양한 비 다공성 재료 또는 하나 이상의 비 다공성 표면으로 만들어진 다른 구조일 수 있다. 밀봉을 용이하게 하기 위해, 몸체(101)는 몸체(101)의 다른 부분에 뚜껑(103)을 고정시키는 걸쇠(clasp) 또는 잠금 기구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 챔버(102) 내부의 감소된 공기압은 뚜껑(103)을 포함하는 몸체(101)의 부분을 신속하게 홀딩함으로써 밀봉 가스켓(104)에서의 초기 밀봉을 용이하게 할 수 있다. 밀봉 가스켓(104)은 몸체(101)의 부분들 사이에, 또는 몸체(101), 뚜껑(103), 및 주사기 몸체를 포함하는 주사기와 같은 조직 수용기의 요소 사이에 밀봉부를 형성할 수 있다. 몸체(101)의 내부가 조직 수용기의 적어도 일부를 수용하는 형상의 리세스(107)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 리세스(107)가 주사기의 플랜지를 수용하는 형상을 갖는다. 리세스(107)는 조직 수용기(이를테면 몸체)의 주된 부분을 안정화시킬 수 있고 피스톤 또는 플런저가 챔버(102) 내부의 공기압의 변화로 인해 이동할 때 이를 움직임없이 유지할 수 있다.
[0030] 입구(106)는 피스톤 또는 플런저가 몸체(101)를 통과하는 것을 방해하지 않는 임의의 위치에서 몸체(101) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 입구(106)는 플런저 또는 피스톤의 진입 지점과 반대 위치에, 표준적인 엔진 실린더에서 흡기 및 배기 밸브와 유사한 배열로 몸체(101) 상에 위치한다. 입구(106)는 챔버(102)에 직접 연결될 수 있고, 혹은 루멘(lumen)(109)을 통해 챔버와 유체 연통할 수 있다.
[0031] 입구(106)는 하나 이상의 포트(106a, 106b)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 포트(106a, 106b)는 압력 또는 진공 소스의 연결을 용이하게 하도록 형태를 갖거나 종결된다. 예를 들어, 포트(106a, 106b)는 플라스틱 관통 포트(through-port), 루어 타입(luer-type) 커넥터, 나선식(threaded) 커넥터, 스웨이지 피팅(swage fitting), 또는 압력 고정(pressure-fit) 커넥터일 수 있다. 포트(106a, 106b)에 부착된 압력 소스는 압축 가스 캐니스터, 시설에 의해 제공되는 의료용 압축 가스의 하우스 소스, 또는 기계식 펌프를 포함할 수 있다. 포트(106a, 106b)에 부착된 진공 소스는 기계식 펌프 또는 시설에 의해 제공되는 하우스 진공을 포함할 수 있다.
[0032] 일 실시예에서, 압력 조절기(108)가 압력 또는 진공 소스와 입구(106)의 사이에 위치하거나 이에 연결된 라인에 배치된다. 압력 조절기(108)는 몸체(101) 내에서 피스톤 또는 플런저의 부드러운 움직임이 가능하도록 압력을 조절하여, 세포 생존력을 감소시키는 것으로 알려진, 조직상의 과도한 전단력을 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 조절기(108)는 다른 프로세스에 대해 상이한 크기의 조직 수용기 또는 캐뉼라를 위해, 또는 상이한 프로세스를 위해 미리 설정된 압력을 포함하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 조직 수용기가 60 입방 센티미터 주사기일 때 압력 조절기(108)가 31 psi 또는 그 미만으로 설정될 수 있다. 공기압/진공 소스 및 압력 조절기(108)의 사용은 챔버(102) 내 일정한 압력/진공 레벨을 형성할 수 있고, 이에 따라 이송 작업 동안 내내 피스톤 또는 플런저의 연속적인 모션을 제공할 수 있다. 달리 말해, 챔버(102) 내 압력의 등락을 방지함으로써 특히 조직 이송 작업의 시작이나 종료시에 피스톤 또는 플런저 속도의 원치않는 변화를 방지할 수 있다.
[0033] 일 실시예에서, 장치(100)의 압력 조절기(108)는 프로세서와 메모리를 갖는 컴퓨터 장치(computing device)에 의해 제어될 수 있다. 컴퓨터 장치는 바람직한 조직 이송 속도, 최대 허용 전단력, 표본량(aliquot amount), 또는 물리적 데이터, 이를테면 캐뉼라 지름, 캐뉼라 길이, 주사기 몸체 지름, 주사기 용적, 및 조직 점성을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 입력값을 사용자로부터 수신할 수 있다. 컴퓨터 장치는 압력 조절기 또는 출구에 작동 가능하게 연결되어 장치(100)의 챔버(102)내에 가해지는 정압 또는 부압을 제어할 수 있다. 컴퓨터 장치의 메모리는 사용자의 입력값에 근거하여 안전한 작업 압력을 확인하기 위해 일람표(lookup table) 또는 프로세서-실행가능 명령을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 장치가 사용자로 하여금 미리 설정된 최대 유동 속도 및/또는 전단률(shear rate)을 초과하지 않도록 방지할 수 있다.
[0034] 조직 이송 장치(200)의 대안적 실시예가 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 장치(200)는 근위 단부(proximal end)(201a), 원위 단부(distal end)(201b) 및 챔버(202)를 구비한 몸체(201)를 포함할 수 있다. 장치(200)는 또한 입구(206) 및 기계적 어댑터(207)에 연결될 수 있는 스토퍼(209)를 포함할 수 있다. 고압 또는 저압 소스를 이용하여 챔버(202) 내 공기압을 변화시키면 스토퍼(209)가 몸체(201) 내에서 이동하도록 할 수 있다. 스토퍼(209)가 조직 수용기, 이를테면 주사기에 기계적 어댑터(207)를 이용하여 부착 또는 (예를들어, 흡입에 의해) 연결된 경우, 스토퍼(209)의 모션은 조직 수용기의 피스톤 또는 플런저가 몸체(201)의 내부로 또는 내부로부터 밖으로 진행하도록 할 수 있고, 이로 인해 조직 수용기 내로 조직을 인입하거나 또는 바깥으로 조직을 방출할 수 있다. 도 2B에 도시된 실시예에서, 주사기(220)는 조직 이송 장치(200)에 결합될 수 있다. 주사기는 몸체(224), 플랜지(227), 출구(226), 및 헤드(222a)를 갖는 주사기 플런저(222)를 포함할 수 있다.
[0035] 조직 이송 장치(200)의 몸체(201)는 특정 용도 요건을 충족하는 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료로는 플라스틱, 금속, 및 세라믹을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 조직 이송 장치(200)의 몸체(201)는 투명할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 조직 이송 장치(200)의 몸체(201)의 지름은 대략 피스톤 또는 플런저의 헤드의 최대 지름과 같다. 일부 실시예에서, 장치(200)의 몸체(201)의 지름은 피스톤 또는 플런저의 헤드 또는 조직 수용기의 몸체의 최대 지름보다 커서 충전 또는 주입력을 증가시킨다. 증가된 충전 또는 주입력은 극히 점성이 높은 유동체에 관한 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.
[0036] 다양한 실시예에 따라, 몸체(201)는 챔버(202)의 단부에 밀봉을 형성하는 플런저(209)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 플런저(209)는 다양한 비 다공성 재료로 만들어진 O- 링을 포함할 수 있고, 또는 몸체(201)의 내벽에 대한 압박으로 밀봉을 형성하는 비 다공성 표면을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 플런저(209)는 기계적 어댑터(207)에 부착될 수 있다. 기계적 어댑터(207)는 조직 수용기의 요소에 부착되어 그 요소가 플런저(209)의 움직임에 맞추어서 이동하게 할 수 있다. 예시적 실시예에서, 기계적 어댑터(207)는 도 2B에 도시된 바와 같이 주사기에 대해 피스톤 또는 플런저(222)의 헤드와 결합할 수 있다. 기계적 어댑터(207)와 조직 수용기의 요소와의 결합은 형상 결합, 마찰 결합, 접착제, 인터로킹 요소, 패스너, 또는 특정 용도 요건에 의해 결정되는 기타 적절한 결합 시스템을 이용할 수 있다.
[0037] 장치(200)의 근위 단부(201b)는 조직 로딩 작업시 수용기를 안정화시키기 위해 조직 수용기의 일부와 결합할 수 있다. 일부 실시예에서, 주사기의 플랜지가 주사기 몸체의 움직임을 방지하기 위해 장치(200)의 근위 단부(201b)와 맞닿을 수 있다. 예를 들어, 주사기(220)의 플랜지(227)는 도 2B에 도시된 바와 같은 장치(200)의 근위 단부(201b)에 맞닿을 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(200)는 조직 수용기와 결합하고 수용기가 장치(200)에서 이탈하거나 이동하는 것을 방지할 수 있는 띠(strap), 접착제, 또는 보조적 스레드과 같은 부가적 장착 요소를 포함할 수 있다.
[0038] 입구(206)는 플런저(209)가 몸체(201)를 통과하는 것을 방해하지 않는 임의의 위치에서 몸체(201) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 입구(206)는 원위 단부(201a)의 반대쪽에 몸체(201)의 근위 단부(201b) 상에 위치할 수 있다. 입구(206)는 챔버(202)에 직접 연결될 수 있거나 루멘을 통해 챔버와 유체 연통할 수 있다.
[0039] 입구(206)는 하나 이상의 포트(206a)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 포트(206a)는 압력 또는 진공 소스의 연결을 용이하게 하도록 형상화되거나 종결된다. 예를 들어, 포트(206a)는 플라스틱 관통 포트, 루어 타입 커넥터, 나선식 커넥터, 스웨이지 피팅, 또는 압력 고정 커넥터일 수 있다. 도 1의 실시예를 참고로 앞서 기술한 바와 같이, 포트(206a)에 부착된 압력 소스는 압축 가스 캐니스터, 시설에 의해 제공된 의료용 압축 가스의 하우스 소스, 또는 기계적 펌프를 포함할 수 있다. 포트(206a)에 부착된 진공 소스는 기계식 펌프 또는 시설에 의해 제공된 하우스 진공을 포함할 수 있다.
[0040] 일부 실시예에서, 압력 조절기(208)가 압력 또는 진공 소스와 입구(206)의 사이에 위치하거나 이에 연결된 라인에 배치된다. 압력 조절기(208)는 몸체(201) 내 피스톤 또는 플런저의 부드러운 모션을 가능하게 하도록 압력의 제어를 제공할 수 있다. 압력 또는 진공 레벨의 제어는 세포 생존력을 감소시키는 것으로 알려진 조직상의 과도한 전단력을 방지한다. 일부 실시예에서, 압력 조절기(208)는 상이한 크기의 조직 수용기 또는 캐뉼라를 위해, 또는 상이한 프로세스를 위해 미리 설정된 압력을 포함하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 조직 수용기가 60 cc 주사기일 때 압력 조절기가 31 psi 또는 그 미만으로 설정될 수 있다. 공기압/진공 소스 및 압력 조절기(208)의 사용은 챔버(202) 내 일정한 압력/진공 레벨을 형성할 수 있고, 이에 따라 이송 작업 동안 내내 피스톤 또는 플런저의 연속적인 모션을 제공할 수 있다. 달리 말해, 챔버(202) 내 압력의 등락을 방지함으로써 특히 조직 이송 작업의 시작이나 종료시에 피스톤 또는 플런저의 속도에 원치않는 변화를 방지할 수 있다.
[0041] 일 실시예에서, 장치(200)의 압력 조절기(208)는 프로세서와 메모리를 갖는 컴퓨터 장치에 의해 제어될 수 있다. 컴퓨터 장치는 바람직한 조직 이송 속도, 최대 허용 전단력, 표본량, 또는 물리적 데이터, 이를테면 캐뉼라 지름, 캐뉼라 길이, 주사기 몸체 지름, 주사기 용적, 및 조직 점성을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 입력값을 사용자로부터 수용할 수 있다. 컴퓨터 장치는 압력 조절기 또는 출구에 작동 가능하게 연결되어 장치(200)의 챔버(202)내에 가해지는 정압 또는 부압을 제어할 수 있다. 컴퓨터 장치의 메모리는 사용자의 입력값에 근거하여 안전한 작업 압력을 확인하기 위해 일람표 또는 프로세서-실행가능 명령을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 장치가 사용자로 하여금 미리 설정된 최대 유동 속도 및/또는 전단률을 초과하지 않도록 방지할 수 있다.
[0042] 다양한 실시예에 따른 조직 처리 시스템이 도 3에 도시되어 있다. 조직 처리 시스템(300)은 조직 이송 장치(310) 및 주사기(320)를 포함할 수 있다. 조직 이송 장치(310)는 챔버(312)를 포함하는 몸체(311)를 포함할 수 있다. 입구(316)가 챔버(312)의 내부 용적과 유체 연통한다. 주사기(320)는 주사기 몸체(324), 주사기 플런저(322), 및 조직을 수용하는 입구(326)를 포함할 수 있다. 조직 이송 장치(310)가 주사기(320)에 결합되면, 챔버(312) 내부 공기압 변화가 주사기의 플런저(322)를 이동시킬 수 있고, 이로써 조직을 주사기 몸체(324)로 인입하거나 그로부터 방출할 수 있다.
[0043] 조직 이송 장치(310)의 몸체(311)는 특정 용도 요건을 만족하는 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료로는 플라스틱, 금속, 및 세라믹을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 몸체가 별개의 부품을 포함할 수 있고, 그 중 하나의 부품이 뚜껑(313)일 수 있다. 뚜껑(313)과 몸체(311)의 다른 부분간 부착 메카니즘은 다양한 디자인의 힌지(315)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 뚜껑(313)은 미끄럼 마찰 결합이나 다른 적절한 부착 방법을 이용하여 몸체(311)의 다른 부분에 부착될 수 있다.
[0044] 다양한 실시예에 따라, 몸체(311)는 챔버(312)의 적어도 일부분의 둘레로 밀봉을 형성하는 밀봉 가스켓(314)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 가스켓(314)이 다양한 비 다공성 재료로 만들어진 O- 링 또는 밀봉을 형성하도록 서로 압박하는 하나 이상의 비 다공성 표면일 수 있다. 밀봉을 용이하게 하기 위해, 몸체(311)는 몸체(311)의 다른 부분에 뚜껑(313)을 고정시키는 걸쇠 또는 잠금 기구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 챔버(312) 내부의 감소된 공기압은 뚜껑(313)을 포함하는 몸체(311)의 부분을 신속하게 홀딩함으로써 밀봉 가스켓(314)에서의 초기 밀봉을 용이하게 할 수 있다. 밀봉 가스켓(314)은 몸체(311)의 부분들 사이에, 또는 몸체(311), 뚜껑(313), 및 주사기 몸체를 포함하는 주사기와 같은 조직 수용기의 요소 사이에 밀봉부를 형성할 수 있다. 몸체(311)의 내부가 조직 수용기의 적어도 일부를 수용하는 형상의 리세스(317)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 리세스(317)가 주사기의 플랜지(327)를 수용하는 형상을 갖는다. 다양한 실시예에서, 리세스(317)가 주사기 플랜지(327) 또는 주사기 몸체(324)를 안정화시킬 수 있고 주사기 플런저(322)가 챔버(312) 내부 공기압의 변화로 인해 이동할 때 이를 움직임없이 유지할 수 있다.
[0045] 입구(316)는 피스톤 또는 플런저가 몸체(311)를 통과하는 것을 방해하지 않는 임의의 위치에서 몸체(311) 상에 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 입구(316)는 플런저 또는 피스톤의 진입 지점과 반대 위치에서, 표준 엔진 실린더에서 흡기 및 배기 밸브와 유사한 배열로 몸체(311)상에 위치한다. 입구(316)는 챔버(312)에 직접 연결될 수 있고, 혹은 루멘(319)을 통해 챔버와 유체 연통할 수 있다.
[0046] 입구(316)는 하나 이상의 포트(316a, 316b)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 포트(316a, 316b)는 압력 또는 진공 소스의 연결을 용이하게 하도록 형상화되거나 종결된다. 예를 들어, 포트(316a, 316b)는 플라스틱 관통 포트, 루어 타입 커넥터, 나선식 커넥터, 스웨이지 피팅, 또는 압력 고정 커넥터일 수 있다. 포트(316a, 316b)에 부착된 압력 소스는 압축 가스 캐니스터, 시설에 의해 제공된 의료용 압축 가스의 하우스 소스, 또는 기계식 펌프를 포함할 수 있다. 포트(316a, 316b)에 부착된 진공 소스는 기계식 펌프 또는 시설에 의해 제공된 하우스 진공을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 압력 조절기(318)가 압력 또는 진공 소스와 입구(316) 사이의 라인에 위치된다. 압력 조절기(318)는 일정하고 신뢰성있는 레벨의 고압 또는 저압을 제공하여 몸체(311) 내에서 피스톤 또는 플런저의 부드러운 모션이 가능하게 한다. 설정된 압력 또는 진공 레벨의 사용은 세포 생존력을 감소시키는 것으로 알려진 조직상의 과도한 전단력을 방지한다. 일부 실시예에서, 압력 조절기(318)는 상이한 크기의 주사기(320) 또는 캐뉼라를 위해, 또는 상이한 프로세스를 위해 미리 설정된 압력을 포함하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 주사기(320)가 60 cc 주사기일 때 압력 조절기(318)가 31 psi 또는 그 미만으로 설정될 수 있다. 공기압/진공 소스 및 압력 조절기(318)의 사용은 챔버(312) 내 일정한 압력/진공 레벨을 형성할 수 있고, 이에 따라 이송 작업 동안 내내 피스톤 또는 플런저의 연속적인 모션을 제공할 수 있다. 다시 말하면, 챔버(312) 내 압력의 등락을 방지함으로써 특히 조직 이송 작업의 시작이나 종료시에 주사기 피스톤(322)의 속도에 원치않는 변화를 방지할 수 있다.
[0047] 일 실시예에서, 장치(310)의 압력 조절기(318)는 프로세서와 메모리를 갖는 컴퓨터 장치에 의해 제어될 수 있다. 컴퓨터 장치는 바람직한 조직 이송 속도, 최대 허용 전단력, 표본량, 또는 물리적 데이터 이를테면 캐뉼라 지름, 캐뉼라 길이, 주사기 몸체 지름, 주사기 용적, 및 조직 점성을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 입력값을 사용자로부터 수용할 수 있다. 컴퓨터 장치는 압력 조절기 또는 출구에 작동 가능하게 연결되어 장치(310)의 챔버(312)내에 가해지는 정압 또는 부압을 제어할 수 있다. 컴퓨터 장치의 메모리는 사용자의 입력값에 근거하여 안전한 작업 압력을 확인하기 위해 일람표 또는 프로세서-실행가능 명령을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 장치가 사용자로 하여금 미리 설정된 최대 유동 속도 및/또는 전단률를 초과하지 않도록 방지할 수 있다.
[0048] 주사기 몸체(324)는 다양한 크기와 범위의 내부 용적을 가질 수 있다. 주사기 플랜지(327)는 주사기 몸체(324)에 부착될 수 있다. 주사기 플랜지(327)는 주사기 몸체(324) 전체를 둘러쌀 수 있고, 또는 몇몇 위치에서 몸체(324)로부터 단지 돌출할 수 있다. 주사기 입구(326)는 주사기 몸체(324)에 수집된 물질을 주입하기 위해 바늘 또는 캐뉼라에 연결될 수 있다.
[0049] 주사기 플런저(322)는 헤드(322a)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 헤드(322a)의 지름은 조직 이송 장치(310)의 몸체(311)의 내경과 대략 동일할 수 있다. 플런저(322)가 몸체(311)의 내부로 진행할 때, 조직 또는 유동체를 입구(326)를 통해 내부(325)로 끌어 당기는 진공이 주사기 몸체(324)의 내부(325)에 형성된다.
[0050] 충전 작업이 완료된 후의 상태인 시스템(300)이 도 4에 도시되어 있다. 이 도면에서, 주사기(320)가 조직 이송 장치(310)에 결합되어 있다. 주사기 플랜지(327)가 리세스(317) 내에 갇혀있기 때문에, 주사기 몸체(324)가 조직 이송 장치(310)에 대해 이동할 수 있다. 입구(316)에 진공이 형성되면, 주사기 플런저(322)가 장치(310)의 몸체(311)의 내부로 끌어당겨진다. 이 동작이 연이어서 주사기 몸체(324)의 내부(325)에 진공을 형성한다. 주사기 입구(326)가 조직 또는 유동체 소스와 접촉하면, 조직이나 유동체가 주사기 몸체(324)내로 인입될 것이다.
[0051] 도 4에 도시된 구성의 시스템(300)에서, 입구(316)에 압축 가스를 인가함으로써 주사기 몸체(324)로부터 조직이 방출될 수 있다. 압축 가스는 주사기 플런저(322)가 주사기 몸체(324)내 조직 또는 유동체로 진행하게 하고 조직 또는 유동체가 입구(326)를 통해 방출되게 할 것이다. 일부 실시예에서, 압축 가스가 CO2 캐니스터 또는 소형 펌프와 같은 휴대성 높은 수단을 통해 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 조직 처리 시스템(300)이 벤치 탑(bench-top)에 묶여있을 필요가 없으나 수술실과 같이 최대 이동성을 요하는 상황에서 사용될 수 있다.
[0052] 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수의 조직 수용기를 동시에 수용할 수 있는 조직 이송 장치(500)를 도시한 것이다. 조직 이송 장치(500)는 챔버(502)를 포함하는 몸체(501)를 포함할 수 있다. 입구(506)가 챔버(502)의 내부 용적과 유체 연통한다. 조직 이송 장치(500)가 주사기와 같은 하나 이상의 조직 수용기에 결합된 경우, 챔버(502) 내부의 공기압 변화가 플런저 또는 피스톤과 같은 조직 수용기의 요소를 이동시킬 수 있다.
[0053] 조직 이송 장치(500)의 몸체(501)는 특정 용도 요건을 충족하는 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료로는 플라스틱, 금속, 및 세라믹을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 몸체가 별개의 부품을 포함할 수 있고, 그 중 하나의 부품이 뚜껑(503)일 수 있다. 뚜껑(503)과 몸체(501)의 다른 부분간 부착 메카니즘은 다양한 디자인의 힌지(505)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 뚜껑(503)은 미끄럼 마찰 결합이나 다른 적절한 부착 방법을 이용하여 몸체(501)의 다른 부분에 부착될 수 있다.
[0054] 다양한 실시예에 따라, 몸체(501)는 챔버(502)의 적어도 일부분의 둘레로 밀봉을 형성하는 밀봉 가스켓(504)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 가스켓(504)은 O- 링 또는 밀봉을 형성하기 위해 서로 가압하는 다양한 비 다공성 재료 또는 하나 이상의 비 다공성 표면으로 만들어진 다른 구조일 수 있다. 밀봉을 용이하게 하기 위해, 몸체(501)는 몸체(501)의 다른 부분에 뚜껑(503)을 고정시키는 걸쇠 또는 잠금 기구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 챔버(502) 내부의 감소된 공기압은 뚜껑(503)을 포함하는 몸체(501)의 부분을 신속하게 홀딩함으로써 밀봉 가스켓(504)에서의 초기 밀봉을 용이하게 할 수 있다. 밀봉 가스켓(504)은 몸체(501)의 부분들 사이에, 또는 몸체(501), 뚜껑(503), 및 주사기 몸체를 포함하는 주사기와 같은 조직 수용기의 요소 사이에 밀봉부를 형성할 수 있다. 몸체(501)의 내부는 하나 이상의 조직 수용기의 적어도 일부를 수용하는 형상을 갖는 둘 이상의 리세스(507)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 리세스(507)는 주사기의 플랜지를 수용하는 형상을 갖는다. 몸체(501)는 또한 몸체의 벽으로부터 몸체의 내부로 연장하는 돌출부(517)를 포함할 수 있다. 리세스(507) 및 돌출부(517)는 둘 이상의 조직 수용기의 주요부를 안정화시키고 챔버(502) 내부의 공기압 변화로 인해 피스톤 또는 플런저가 이동할 때 이들을 움직이지 않게 유지하게 하도록 일제히 작용할 수 있다.
[0055] 입구(506)는 피스톤 또는 플런저가 몸체(501)를 통과하는 것을 방해하지 않는 임의의 위치에서 몸체(501) 상에 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 입구(506)는 플런저 또는 피스톤의 진입 지점과 반대 위치에, 표준 엔진 실린더에서 흡기 및 배기 밸브와 유사한 배열로 몸체(501)상에 위치한다. 입구(506)는 챔버(502)에 직접 연결될 수 있고, 혹은 루멘(509)을 통해 챔버와 유체 연통할 수 있다. 일부 실시예에서, 둘 이상의 입구(506)가 몸체(501)상에 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 각 챔버가 개별 입구(506)과 개별적으로 연계된 경우 챔버(502)가 복수의 챔버로 나눠질 수 있다. 이러한 실시예에서, 각 조직 수용기로부터 조직의 로딩 또는 언로딩이 독립적으로 수행될 수 있다.
[0056] 각 입구(506)는 하나 이상의 포트(506a, 506b)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 포트(506a, 506b)는 압력 또는 진공 소스의 연결을 용이하게 하도록 형상화되거나 종결된다. 예를 들어, 포트(506a, 506b)는 플라스틱 관통 포트, 루어 타입 커넥터, 나선식 커넥터, 스웨이지 피팅, 또는 압력 고정 커넥터일 수 있다. 포트(506a, 506b)에 부착된 압력 소스는 압축 가스 캐니스터, 시설에 의해 제공된 의료용 압축 가스의 하우스 소스, 또는 기계식 펌프를 포함할 수 있다. 포트(506a, 506b)에 부착된 진공 소스는 기계식 펌프 또는 시설에 의해 제공된 하우스 진공을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 압력 조절기(508)가 압력 또는 진공 소스와 입구(506) 사이의 라인에 위치된다. 압력 조절기(508)는 일정하고 신뢰성있는 레벨의 고압 또는 저압을 제공하여 몸체(501) 내에서 피스톤 또는 플런저의 부드러운 모션이 가능하게 한다. 설정된 압력 또는 진공 레벨의 사용은 세포 생존력을 감소시키는 것으로 알려진 조직상의 과도한 전단력을 방지한다. 일부 실시예에서, 압력 조절기(508)는 상이한 크기의 조직 수용기 또는 캐뉼라를 위해, 또는 상이한 프로세스를 위해 미리 설정된 압력을 포함하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 조직 수용기가 60 cc 주사기일 때 압력 조절기(508)가 31 psi 또는 그 미만으로 설정될 수 있다. 공기압/진공 소스 및 압력 조절기(508)의 사용은 챔버(502) 내 일정한 압력/진공 레벨을 형성할 수 있고, 이에 따라 이송 작업 동안 내내 피스톤 또는 플런저의 연속적인 모션을 제공할 수 있다. 달리 말해, 챔버(502) 내 압력의 등락을 방지함으로써 특히 조직 이송 작업의 시작이나 종료시에 피스톤 또는 플런저의 속도에 원치않는 변화를 방지할 수 있다.
[0057] 일 실시예에서, 장치(500)의 압력 조절기(508)는 프로세서와 메모리를 갖는 컴퓨터 장치에 의해 제어될 수 있다. 컴퓨터 장치는 바람직한 조직 이송 속도, 최대 허용 전단력, 표본량, 또는 물리적 데이터 이를테면 캐뉼라 지름, 캐뉼라 길이, 주사기 몸체 지름, 주사기 용적, 및 조직 점성을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 입력값을 사용자로부터 수용할 수 있다. 컴퓨터 장치는 압력 조절기 또는 출구에 작동 가능하게 연결되어 장치(500)의 챔버(502)내에 가해지는 정압 또는 부압을 제어할 수 있다. 컴퓨터 장치의 메모리는 사용자의 입력값에 근거하여 안전한 작업 압력을 확인하기 위해 일람표 또는 프로세서-실행가능 명령을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 장치가 사용자로 하여금 미리 설정된 최대 유동 속도 및/또는 전단률을 초과하지 않도록 방지할 수 있다.
[0058] 일부 실시예에서, 조직 이송 장치(500)가 동일하지 않은 둘 이상의 조직 수용기에 대해 작용할 수 있다. 예를 들어, 조직 수용기는 상이한 형상 또는 크기를 가질 수 있거나 상이한 용적을 둘러쌀 수 있다. 일부 실시예에서, 조직 수용기가 언로딩 작업의 시작시 내부에 상이한 양의 조직을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 압력 조절기를 사용함으로써 제공되는 일정한 압력은 조직 수용기가 각각 일정 속도로 조직을 방출하도록 할 수 있다. 하나의 조직 수용기가 비워지고 피스톤 또는 플런저가 더 이상 움직일 수 없으면, 나머지 조직 수용기에 대한 나머지 피스톤 또는 플런저가 중단없이 일정 속도로 조직을 방출할 수 있다.
[0059] 도 6에 주사기(620)에 부착된 조직 이송 장치(600)가 도시되어 있다. 장치(600)는 제1 및 제2 챔버(602a, 602b)를 갖는 몸체(601)와 입구(606)를 포함할 수 있다. 장치(600)는 주사기(620)에 부착하고 챔버(602)를 밀봉하기 위해 어댑터(607)와 가스켓(609)을 포함할 수 있다. 장치(600)는 또한 장치(600)로부터 직접 고압 또는 저압 소스를 작동시키는 버튼(630)을 포함할 수 있다. 밀봉되면, 고압 또는 저압 소스를 이용하여 제1 챔버(602a) 내 공기압을 변화시키면 플런저(604)가 장치(600)의 몸체(601) 내에서 이동하도록 할 수 있다. 제1 챔버(602a)에 저압이 인가되면, 플런저(604)가 몸체내에서 이동하여 플런저(604)와 가스켓(609) 사이에 제2 챔버(602b)내 진공을 형성하고, 이로 인해 주사기 플런저(622)를 몸체(601)의 내부로 진행시키고 주사기 몸체(624)의 내부(625)로 조직을 인입한다. 제1 챔버(602a)에 고압이 인가되면, 플런저(604)가 주사기 플런저(622)의 헤드(622a)에 압력을 인가하고, 이로 인해 몸체(201)의 내부로부터 바깥으로 주사기 플런저(622)를 진행시키고 주사기 몸체(624)의 내부(625)로부터 조직을 방출한다.
[0060] 조직 이송 장치(600)의 몸체(601)는 특정 용도 요건을 만족하는 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료로는 플라스틱, 금속, 및 세라믹을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 조직 이송 장치(600)의 몸체(601)는 투명할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 조직 이송 장치(600)의 몸체(601)의 지름은 대략 피스톤 또는 플런저(622)의 헤드(622a)의 최대 지름과 같다. 일부 실시예에서, 장치(600)의 몸체(601)의 지름은 주사기 플런저(622) 수용기의 헤드(622a)의 최대 지름보다 커서, 주사기 충전 또는 주입력을 증가시킨다. 증가된 충전 또는 주입력은 극히 점성이 높은 유동체에 관한 작업의 효율을 향상시킬 수 있다. 장치의 버튼(630)은 3단(three-way) 스위치, 순간-온(momentary-on) 스위치, 또는 부압 및 정압 소스 자체 또는 소스에 연결된 밸브를 독립적으로 작동시키는 두 개의 개별 버튼일 수 있다.
[0061] 본 장치(600)는 주사기(620)를 결합시키는 커플러(607)를 포함할 수 있다. 커플러(607)는 가스켓(609) 및 스레드(thread)(605)과 같은 부착 메카니즘을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가스켓(609) 및 주사기(620)의 플랜지(627)의 표면에 밀봉이 형성된다. 주사기(620)의 플랜지(627)를 커플러(607)의 스레드(605)로 돌려 조임으로써 단단한 밀봉이 확보된다. 대안적으로, 신속 분리 커플링(quick-release coupling), 클램핑, 접착 또는 임의의 다른 적절한 방법 또는 장치를 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 다른 부착 메카니즘이 사용될 수 있다.
[0062] 다양한 실시예에 따라, 가스켓(609)과 플런저(604)가 제2 챔버(602b)의 단부에 그리고 제1 챔버(602a)와 제2 챔버(602b) 사이에 밀봉을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 가스켓(609)은 O-링 또는 다양한 비 다공성 재료로 만들어진 기타 구조물을 포함할 수 있고, 또는 주사기(620)의 플랜지(627)에 대한 압박으로 밀봉을 형성하는 비 다공성 표면을 포함할 수 있다. 플런저(604)는 고무, 폴리머, 또는 몸체(601)의 내면에 대한 밀봉을 형성할 다른 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 플런저(604)는 몸체(601)의 내부에서 회전하지 않도록 충분한 길이를 갖는다. 도 2의 실시예를 참조하여 앞서 기재한 바와 같이, 플런저(604)는 주사기 플런저(622)의 헤드(622a)와 결합할 수 있는 부착 메카니즘을 포함할 수 있다.
[0063] 입구(606)는 하나 이상의 포트를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 포트 또는 포트들은 압력 또는 진공 소스의 연결을 용이하게 하도록 형상화되거나 종결될 수 있다. 예를 들어, 포트는 플라스틱 관통 포트, 루어 타입 커넥터, 나선식 커넥터, 스웨이지 피팅, 또는 압력 고정 커넥터일 수 있다. 도 1의 실시예를 참고로 앞서 기술한 바와 같이, 포트에 부착된 압력 소스는 압축 가스 캐니스터, 시설에 제공되는 의료용 압축 가스의 하우스 소스, 또는 기계적 펌프를 포함할 수 있다. 포트에 부착된 진공 소스는 기계식 펌프 또는 시설에 의해 제공된 하우스 진공을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 압력 조절기(608)가 압력 또는 진공 소스와 입구(606) 사이의 라인에 위치된다. 압력 조절기(608)는 일정하고 신뢰성있는 레벨의 고압 또는 저압을 제공하여 몸체(601) 내에서 주사기 플런저(622)의 부드러운 모션이 가능하게 한다. 설정된 압력 또는 진공 레벨의 사용은 세포 생존력을 감소시키는 것으로 알려진 조직상의 과도한 전단력을 방지한다. 일부 실시예에서, 압력 조절기(608)는 상이한 크기의 조직 수용기 또는 캐뉼라를 위해, 또는 상이한 프로세스를 위해 미리 설정된 압력을 포함하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 조직 수용기가 60 cc 주사기일 때 압력 조절기가 31 psi 또는 그 미만으로 설정될 수 있다. 공기압/진공 소스 및 압력 조절기(608)의 사용은 제1 챔버(602a) 내 일정한 압력/진공 레벨을 형성할 수 있고, 이는 제2 챔버(602b)에 대한 효과를 통해 이송 작업 동안 내내 주사기 플런저(622)의 연속적인 모션을 제공할 수 있다. 달리 말해, 제1 챔버(602a) 내 압력의 등락을 방지함으로써 특히 조직 이송 작업의 시작이나 종료시에 주사기 플런저(622)의 속도에 원치않는 변화를 방지할 수 있다.
[0064] 일 실시예에서, 장치(600)의 압력 조절기(608)는 프로세서와 메모리를 갖는 컴퓨터 장치에 의해 제어될 수 있다. 컴퓨터 장치는 바람직한 조직 이송 속도, 최대 허용 전단력, 표본량, 또는 물리적 데이터, 이를테면 캐뉼라 지름, 캐뉼라 길이, 주사기 몸체 지름, 주사기 용적, 및 조직 점성을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 입력값을 사용자로부터 수용할 수 있다. 컴퓨터 장치는 압력 조절기 또는 출구에 작동 가능하게 연결되어 장치(600)의 챔버(602)내에 가해지는 정압 또는 부압을 제어할 수 있다. 컴퓨터 장치의 메모리는 사용자의 입력값에 근거하여 안전한 작업 압력을 확인하기 위해 일람표 또는 프로세서-실행가능 명령을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 장치가 사용자로 하여금 미리 설정된 최대 유동 속도 및/또는 전단률을 초과하지 않도록 방지할 수 있다.
[0065] 조직 이송 장치(700)의 상이한 실시예가 도 7에 도시되었다. 장치(700)는 재사용 부분(710) 및 일회용 부분(720)을 포함할 수 있다. 재사용 부분(710)은 일회용 부분(720)과 분리가능하게 결합할 수 있는 커플러(717) 및 입구(716)를 포함한다. 일회용 부분(720)은 내부 용적(725)을 둘러싼 몸체(724)를 포함할 수 있다. 플런저(722)가 몸체(724) 내에서 길이방향으로 이동할 수 있다. 플랜지(727)가 커플러(717)와 결합할 수 있고, 가스켓(719)이 재사용 부분(710) 및 일회용 부분(720) 사이에 밀봉을 제공할 수 있다. 일회용 부분(720)이 재사용 부분(710)에 부착되면, 입구(716)에서의 고압 또는 저압이 플런저(722)로 하여금 일회용 부분(720)의 내부 용적(725) 내부로 또는 외부로 진행하게 할 것이다. 플런저(722)의 모션은 내부 용적(725) 내부로 조직을 인입하거나 외부로 조직을 방출할 수 있다.
[0066] 일회용 부분(720)의 몸체(724)는 특정 용도 요건을 충족하는 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료로는 플라스틱, 금속, 및 세라믹을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 일회용 부분(720)의 몸체(724)는 투명할 수 있다. 일단 사용되면, 일회용 부분(720)은 버려질 수 있고 새로운, 살균된 일회용 부분(720)이 재사용 부분(710)에 부착되어 새로운 조직 이송 작업을 수행할 수 있다. 재사용 부분(710)은 조직 또는 유동체와 접촉하지 않기 때문에, 세척 또는 살균에 대한 필요성을 최소화하면서 새로운 일회용 부분(720)에 재부착될 수 있다.
[0067] 장치(700)는 일회용 부분(720)의 플랜지(727)에 결합하도록 재사용 부분(710)에 커플러(717)를 포함할 수 있다. 커플러(717)의 메카니즘은 신속 분리 커플링, 스크류 스레드, 클램프, 순간 접착, 사용자에 의해 가해진 압력 또는 임의의 다른 적절한 메카니즘을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 특정 용도 요건을 충족하는 임의의 형태일 수 있다. 가스켓(719)은 재사용 부분(710) 및 일회용 부분(720) 사이에 밀봉을 형성하도록 사용될 수 있다.
[0068] 다양한 실시예에 따라, 일회용 부분(720)의 내부 용적(725)의 일부와 재사용 부분(710)의 내부는 가스켓(719)의 도움으로 챔버(712)를 형성한다. 일부 실시예에서, 가스켓(719)은 다양한 비 다공성 재료로 만들어진 O-링을 포함할 수 있고, 또는 플랜지(727) 및 커플러(717) 사이에서 압박하는 비 다공성 표면 또는 표면들을 포함할 수 있다. 플런저(722)는 고무, 폴리머, 또는 일회용 부분(720)의 몸체(724)의 내면에 대해 밀봉을 형성할 기타 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 플런저(722)는 몸체(724)의 내부 용적(725) 안에서 회전하지 않도록 충분한 길이를 갖는다. 일부 실시예에서, 일회용 부분(720)이 일회용 부분(720)의 내부 용적(725) 안에 플런저(722)를 보유하는 스톱(723)을 포함할 수 있다.
[0069] 입구(716)는 하나 이상의 포트를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 포트 또는 포트들은 압력 또는 진공 소스의 연결을 용이하게 하도록 하는 형상을 가지거나 종결될 수 있다. 예를 들어, 포트는 플라스틱 관통 포트, 루어 타입 커넥터, 나선식 커넥터, 스웨이지 피팅, 또는 압력 고정 커넥터일 수 있다. 도 1의 실시예를 참고로 앞서 기술한 바와 같이, 포트에 부착된 압력 소스는 압축 가스 캐니스터, 시설에 의해 제공된 의료용 압축 가스의 하우스 소스, 또는 기계적 펌프를 포함할 수 있다. 포트에 부착된 진공 소스는 기계식 펌프 또는 시설에 의해 제공된 하우스 진공을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 압력 조절기(718)는 압력 또는 진공 소스와 입구(716) 사이의 라인에 놓인다. 압력 조절기(718)는 일정하고 신뢰성있는 레벨의 고압 또는 저압을 제공하여 몸체(724) 내에서 플런저(722)의 부드러운 모션이 가능하게 한다. 설정된 압력 또는 진공 레벨의 사용은 세포 생존력을 감소시키는 것으로 알려진 조직상의 과도한 전단력을 방지한다. 일부 실시예에서, 압력 조절기(718)는 상이한 크기의 조직 수용기 또는 캐뉼라를 위해, 또는 상이한 프로세스를 위해 미리 설정된 압력을 포함하도록 설계될 수 있다. 공기압/진공 소스 및 압력 조절기(718)의 사용은 챔버(712) 내 일정한 압력/진공 레벨을 형성할 수 있고, 이는 이송 작업 동안 내내 플런저(722)의 연속적인 모션을 제공할 수 있다. 달리 말해, 챔버(712) 내 압력의 등락을 방지함으로써 특히 조직 이송 작업의 시작이나 종료시에 플런저(722)의 속도에 원치않는 변화를 방지할 수 있다.
[0070] 일 실시예에서, 장치(710)의 압력 조절기(718)가 프로세서와 메모리를 갖는 컴퓨터 장치에 의해 제어될 수 있다. 컴퓨터 장치는 바람직한 조직 이송 속도, 최대 허용 전단력, 표본량, 또는 물리적 데이터 이를테면 캐뉼라 지름, 캐뉼라 길이, 주사기 몸체 지름, 주사기 용적, 및 조직 점성을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는, 입력값을 사용자로부터 수용할 수 있다. 컴퓨터 장치는 압력 조절기 또는 출구에 작동 가능하게 연결되어 장치(700)의 입구(716)에 가해지는 정압 또는 부압을 제어할 수 있다. 컴퓨터 장치의 메모리는 사용자의 입력값에 근거하여 안전한 작업 압력을 확인하기 위해 일람표 또는 프로세서-실행가능 명령을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 장치가 사용자로 하여금 미리 설정된 최대 유동 속도 및/또는 전단률을 초과하지 않도록 방지할 수 있다.
[0071] 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따라 조직을 이송하는 방법(800)을 나타낸 것이다. 본 방법(800)은 챔버와 입구를 포함한 몸체를 갖는 조직 이송 장치를 선택하는 단계(802)를 포함한다. 몸체의 내부는 주사기 플런저의 적어도 일부를 수용하도록 이루어진다. 입구는 챔버의 내부와 유체 연통된다. 본 방법(800)은 또한 주사기 플런저를 조직 이송 장치에 결합시키는 단계(804)를 포함한다. 본 방법(800)은 또한 플런저가 몸체의 내부로 진행하도록 하기 위해 입구에 부압을 인가하는 단계(806)를 포함한다. 본 방법(800)은 또한 주사기 플런저가 몸체의 내부로부터 밖으로 진행하도록 하기 위해 입구에 정압을 인가하는 선택적인 단계(808)를 포함한다.
[0072] 이제, 이전 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 방법(800)을 보다 상세히 설명한다. 챔버 및 입구를 포함한 몸체를 갖는 조직 이송 장치를 선택하는 단계(802)는 도 3을 참고로 하여 앞에서 설명된 바와 같이 챔버(312) 및 입구(316)를 포함한 몸체(311)를 갖는 조직 이송 장치(310)를 선택하는 것을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 주사기 플런저를 조직 이송 장치를 결합하는 단계(804)는, 도 3을 참고하여 앞에서 설명한 바와 같이 주사기 플런저(322)가 조직 이송 장치(310)의 몸체(311) 내에 있도록, 조직 이송 장치(310) 내에 주사기(320)를 위치시키는 단계와 뚜껑(313)을 닫는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
[0073] 주사기 플런저가 몸체의 내부로 진행하도록 입구에 부압을 인가하는 단계(806)는 도 3 및 4를 참조하여 앞에서 설명한 바와 같이 주사기 플런저(322)가 몸체(311)의 내부로 진행하도록 입구(316)의 포트(316a)에 부압을 인가하는 것을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 주사기 플런저가 몸체의 내부로부터 바깥으로 진행하도록 입구에 정압을 인가하는 선택적 단계(808)는 도 3 및 4를 참조하여 앞에서 설명한 바와 같이 주사기 플런저(322)가 몸체(311)의 내부로부터 바깥으로 진행하도록 입구(316)의 포트(316b)에 정압을 인가하는 것을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
[0074] 본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명되었으나, 이 분야에서 통상의 기술을 갖는 자라면 첨부된 특허청구범위 및 그의 임의의 균등물에 속하도록 의도되는 본원에 기술된 시스템 및 방법에 대해 변화, 치환 또는 균등물을 구현할 수 있다.

Claims (33)

  1. 챔버를 포함하는 몸체로서, 상기 몸체의 내부가 주사기의 플런저의 적어도 일부를 수용하도록 되어 있는 몸체; 및
    상기 챔버의 내부와 유체 연통하는 입구를 포함하고,
    상기 입구에 가해진 정압 또는 부압이 상기 주사기의 플런저로 하여금 상기 몸체의 상기 내부로 또는 외부로 진행하도록 하는
    조직 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구가 제1 포트를 포함하는
    조직 이송 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 포트가 부압 소스에 연결된
    조직 이송 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 입구가 제2 포트를 더 포함하는
    조직 이송 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 포트가 정압 소스에 연결된
    조직 이송 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버를 밀봉하는 밀봉 가스켓을 더 포함하는
    조직 이송 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주사기의 상기 플런저의 일부가 상기 챔버의 상기 내부 안에 놓이는
    조직 이송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 주사기의 상기 플런저의 헤드와 제거 가능하게 결합할 수 있는 상기 몸체 내부의 스토퍼를 더 포함하는
    조직 이송 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 입구에 부압이 인가되고 상기 주사기의 상기 플런저가 상기 스토퍼와 결합할 때 상기 주사기의 플랜지가 상기 장치의 상기 몸체의 원위 단부와 맞닿는
    조직 이송 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    정압 또는 부압의 인가를 제어하는 액추에이션 메카니즘을 더 포함하는
    조직 이송 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 액추에이션 메카니즘이 상기 몸체에 하나 이상의 버튼을 포함하는
    조직 이송 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 액추에이션 메카니즘이 발로 작동되는(foot-operated)
    조직 이송 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체의 상기 내부가 추가적으로 제2 주사기의 플런저의 적어도 일부를 수용하도록 이루어진
    조직 이송 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 입구에 인가된 정압 또는 부압이 두 플런저를 상기 몸체의 내부로 또는 외부로 진행하도록 하는
    조직 이송 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    조직에 손상을 일으키지 않는 범위로 정압 또는 부압을 제한하는 압력 조절기를 더 포함하는
    조직 이송 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    프로세서 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 장치를 더 포함하고, 상기 컴퓨터 장치는 정압 또는 부압을 제어하기 위해 상기 압력 조절기에 작동 가능하게 결합되고 이로 인해 이송 속도 및 조직에 가해지는 힘을 제어하는
    조직 이송 장치.
  17. 조직 이송 장치로서,
    외벽 및 상기 외벽 내에 갇힌 내부를 포함하는 챔버를 포함하는 몸체;
    상기 내부 내에 적어도 부분적으로 갇힌 플런저; 및
    상기 챔버의 내부와 유체 연통하는 입구를 포함하고,
    상기 장치는 상기 입구에 가해지는 정압 또는 부압이 상기 플런저를 몸체의 내부에서 이동하게 하도록 구성된
    조직 이송 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 입구가 제1 포트를 포함하는
    조직 이송 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 포트가 부압 소스에 연결된
    조직 이송 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 입구가 제2 포트를 더 포함하는
    조직 이송 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제2 포트가 정압 소스에 연결된
    조직 이송 장치.
  22. 내부 용적을 가지며 주변 벽을 포함하는 주사기 몸체;
    상기 주사기 몸체 내에 놓인 주사기 플런저; 및
    상기 주변 벽의 적어도 일부를 둘러싸는 주사기 플랜지
    를 포함하는 주사기와,
    챔버를 포함하는 몸체로서, 상기 몸체의 내부가 상기 주사기의 플런저의 적어도 일부를 수용하도록 되어 있는 몸체; 및
    상기 챔버의 내부와 유체 연통하는 입구;
    를 포함하는 조직 이송 장치를 포함하고,
    상기 입구에 가해진 정압 또는 부압이 상기 주사기의 플런저로 하여금 상기 장치의 상기 몸체의 상기 내부로 또는 외부로 진행하도록 하는
    조직 처리 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 입구가 제1 포트를 포함하는
    조직 처리 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제1 포트가 부압 소스에 연결된
    조직 처리 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 입구가 제2 포트를 더 포함하는
    조직 처리 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제2 포트가 정압 소스에 연결된
    조직 처리 시스템.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 챔버를 밀봉하는 밀봉 가스켓을 더 포함하는
    조직 처리 시스템.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 주사기의 상기 플런저의 일부가 상기 챔버의 상기 내부 안에 놓이는
    조직 처리 시스템.
  29. 제 22 항에 있어서,
    상기 장치의 상기 몸체의 상기 내부 안으로 또는 밖으로 진행하는 상기 주사기의 상기 플런저가 상기 주사기 몸체의 내부 용적으로부터 조직을 흡입 또는 방출되게 하는
    조직 처리 시스템.
  30. 제 22 항에 있어서,
    조직에 손상을 일으키지 않는 범위로 정압 또는 부압을 제한하는 압력 조절기를 더 포함하는
    조직 처리 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    프로세서 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 장치를 더 포함하고, 상기 컴퓨터 장치는 정압 또는 부압을 제어하기 위해 상기 압력 조절기에 작동 가능하게 결합되고 이로 인해 이송 속도 및 조직에 가해지는 힘을 제어하는
    조직 처리 시스템.
  32. 챔버 및 입구를 포함하는 몸체를 갖는 조직 이송 장치 ― 상기 몸체의 내부는 주사기의 플런저의 적어도 일부를 수용하도록 되어 있고, 상기 입구는 상기 챔버의 내부와 유체 연통함 ― 를 선택하는 단계;
    상기 조직 이송 장치에 상기 주사기의 상기 플런저를 결합시키는 단계;
    상기 주사기의 플런저가 상기 몸체의 내부로 진행하도록 상기 입구에 부압을 인가하는 단계를 포함하는
    조직 이송 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 주사기의 플런저가 상기 몸체의 내부로부터 밖으로 진행하도록 상기 입구에 정압을 인가하는 단계를 더 포함하는
    조직 이송 방법.
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