KR20190137654A - 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치 에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 끝단에 초음파 발생용 니들을 구비한 초음파 프로브; 상기 초음파 프로브의 둘레를 감싸며 하측이 개구된 원통형상 또는 다각형상을 갖는 상부하우징을 구비하는 상부하우징부; 상기 상부하우징부의 하단에 배치되며, 상기 상부하우징과 대응되는 형상을 가지며 상측이 개구된 하나 이상의 하부하우징을 구비하는 하부하우징부; 상기 상부하우징부 및 상기 하부하우징부를 수직수평방향으로 이송시키는 하우징 이송수단; 및 상기 하우징 이송수단을 지지하는 지지체를 내부에 고정한 채 상기 상부하우징부와 상기 하부하우징부 및 상기 하우징 이송수단을 동시에 수용하는 외부함체;를 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 줄기세포나 실험대상 세포가 있는 용액에 초음파를 발생시켜 세포배양을 촉진시키는 경우에 초음파 프로브를 근접하게 둘러싸며 밀폐시킬 수 있는 원통형의 하우징을 구비하고 초음파 프로브를 세척할 수 있는 세척수단을 추가로 구비하여 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치 {Ultrasonic Automatic Generating Apparatus capable of Noise Reduction and Anti-Contamination for Cell Culture }

본 발명은 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 줄기세포나 실험대상 세포가 있는 용액에 초음파를 발생시켜 세포배양을 촉진시키는 경우에 초음파 프로브를 근접하게 둘러싸며 밀폐시킬 수 있는 원통형의 하우징을 구비하고 초음파 프로브를 세척할 수 있는 세척수단을 추가로 구비하여 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치에 관한 것이다.

최근 들어 줄기세포를 포함하여 다양한 종류의 세포배양환경을 조절하는데 있어서 성장인자나 다른 사이토카인 등을 처리하는 방법외에 물리적, 기계적 자극을 통해 세포배양을 촉진시키기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다.

이때, 물리적, 기계적 자극을 주는 방법으로는 전기자극, 초음파 자극 등이 있으며, 이와 같은 자극을 이용하면 세포의 증식이나 분화에 영향을 끼칠 수 있는 것으로 알려져 있다.

특히, 상기 초음파 자극은 특정 조건의 초음파를 줄기세포나 세포에 조사할 경우에 세포가 잘 자라게 하는 특성이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 세포배양용 초음파 발생장치를 나타내는 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 세포배양용 초음파 발생장치는, 초음파를 발생시키기 위한 회로가 내장되는 초음파 구동부(1), 상기 초음파 구동부(1)와 전기적으로 연결되는 초음파 프로브(2), 및 상기 초음파 프로브의 끝단에 형성된 초음파 발생용 니들(4)이 삽입되고 세포용액이 일정 깊이로 채워지는 세포샘플용기(5)를 구비할 수 있다.

여기서, 종래기술에 따른 초음파 발생장치는, 대부분 실험실에 설치하여 사용하는 경우가 많은데, 세포용액에 초음파 프로브를 담가 작동시키면 초음파로 인한 소음이 매우 크게 발생할 뿐만 아니라 소음을 줄일 수 있는 수단이 없어 주변에서 다른 실험이 불가능한 실험환경을 조성하는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따른 초음파 발생장치는, 상기 세포배양부와 초음파 프로브가 공기중에 노출되어 있기 때문에 다수의 실험자를 거치면서 초음파 프로브의 표면이 오염될 우려가 높을 뿐만 아니라, 다수의 실험자가 교차 사용시 세포배양부의 세포용액을 교체할 경우에 초음파 프로부를 일일이 교체해야 되기 때문에 새로운 과정을 추가로 필요로 하여 세포배양 실험을 효율적으로 진행하기가 어려운 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 두꺼운 외부 함체를 이용해 초음파 발생장치를 내장하는 구조가 시도 되었으나, 이와 같이 두꺼운 함체를 이용하더라도 초음파 프로브가 세포용액과 접촉 반응하는 경우에 초음파 발생시 용액표면으로 수증기가 발생하기 때문에 함체 내부에 실험한 세포 샘플이 남아 있게 되어 다양한 세포 샘플을 실험할 경우에 실험하고자 하는 세포용액이 오염되는 문제점이 있으며, 또한, 함체 내부에서 중저음의 소음 크기만 낮출 수 있어 다양한 주파수대역을 갖는 실험조건에 따라 소음 크기가 증가할 경우 저감효과를 갖지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 세포배양을 할 수 있는 초음파 발생장치 관련하여 소음 저감 및 오염 방지가 가능하도록 현실적이고도 적용이 가능한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 10-2009-0008784호(2009년1월22일)

따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 줄기세포나 실험대상 세포가 있는 용액에 초음파를 발생시켜 세포배양을 촉진시키는 경우에 초음파 프로브를 근접하게 둘러싸며 밀폐시킬 수 있는 원통형의 하우징을 구비하고 초음파 프로브를 세척할 수 있는 세척수단을 추가로 구비하여 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 끝단에 초음파 발생용 니들을 구비한 초음파 프로브; 상기 초음파 프로브의 둘레를 감싸며 하측이 개구된 원통형상 또는 다각형상을 갖는 상부하우징을 구비하는 상부하우징부; 상기 상부하우징부의 하단에 배치되며, 상기 상부하우징과 대응되는 형상을 가지며 상측이 개구된 하나 이상의 하부하우징을 구비하는 하부하우징부; 상기 상부하우징부 및 상기 하부하우징부를 수직수평방향으로 이송시키는 하우징 이송수단; 및 상기 하우징 이송수단을 지지하는 지지체를 내부에 고정한 채 상기 상부하우징부와 상기 하부하우징부 및 상기 하우징 이송수단을 동시에 수용하는 외부함체;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 하우징 이송수단의 동작에 의하여 상기 상부하우징의 하단과 상기 하부하우징의 상단이 마주하여 접촉하면 상기 초음파 프로브를 둘러싸는 공간이 밀폐되고 상기 초음파 프로브를 통해 발생되는 소음이 저감될 수 있다.

상기 하우징 이송수단은, 상기 상부하우징을 구비하는 상부하우징부를 상기 하부하우징의 상측에서 상하 수직방향으로 이송시켜 상기 초음파 프로브를 둘러싸는 공간을 밀폐시키거나 개방시키기 위한 수직이송동작을 수행하는 수직이송수단과; 상기 하부하우징을 하나 이상 구비하는 하부하우징부를 전후 수평방향으로 이송시켜 상기 상부하우징에 대응되는 하부하우징을 선택적으로 배치시키거나 세포용액이 담긴 샘플튜브를 거치 및 배출시키기 위한 수평이송동작을 수행하는 수평이송수단; 및 상기 수직이송수단과 상기 수평이송수단의 동작을 지지하면서 외부함체에 지지 고정되는 이송수단 지지체;를 구비할 수 있다.

상기 수직이송수단과 상기 수평이송수단은 각각, 상기 상부하우징 또는 상기 하부하우징을 지지하기 위한 지지패널; 상기 지지패널과 결합되어 이송동작을 수행하는 이송모듈; 상기 이송모듈의 직선왕복운동을 가이드하는 리니어 가이드부; 및 상기 리니어 가이드부에 상기 이송모듈을 동작시키기 위한 구동력을 전달하는 리니어 구동모터;를 구비할 수 있다.

상기 초음파 프로브는, 일측 끝단에 형성된 초음파 발생용 니들이 상기 상부하우징의 상측으로 삽입되어 타측 끝단이 상기 상부하우징의 상단에 고정결합된 형태의 구조를 가지게 배치되고, 상기 수직이송수단에 의하여 상기 초음파 프로브를 둘러싸는 공간을 밀폐시킬 경우에, 상기 초음파 프로브의 초음파 발생용 니들이 상기 상부하우징의 하단을 통과하여 상기 하부하우징의 내측으로 일정 깊이에 도달할 수 있게 삽입될 수 있다.

상기 하부하우징을 하나 이상 구비하는 하부하우징부는, 세포용액이 담긴 샘플튜브를 수용하기 위한 샘플튜브용 하부하우징과; 상기 초음파 발생용 니들을 세척하기 위한 세척용 하부하우징; 및 상기 샘플튜브용 하부하우징과 상기 세척용 하부하우징을 거치고정하기 위한 복수개의 거치홈을 구비하는 하부하우징 거치부;를 포함할 수 있다.

상기 샘플튜브용 하부하우징과 상기 세척용 하부하우징은, 벽면이 용수철 형태 및 다양한 종류의 흡음역할을 하는 판재로 형성되는 원통형상의 내부하우징; 및 상기 내부하우징의 벽면을 둘러싸는 원통형상의 외부하우징;을 구비하여 초음파 프로브에서 발생하는 중저음 소음 뿐만 아니라 고음의 소음까지 흡수 가능할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 상부하우징과 상기 세척용 하부하우징으로 이루어지는 밀폐된 공간 내부에 배치되는 초음파발생용 니들에 세척수를 분사하거나 세척후 남아있는 오염수를 제거하기 위한 복수개의 세척용 호수를 구비하는 세척수단; 및 상기 상부하우징과 상기 세척용 하부하우징으로 이루어지는 밀폐된 공간 내부에 가열된 공기를 주입하거나 배출시킬 수 있는 건조수단;을 구비하여, 상기 초음파 발생용 니들을 세척건조할 수 있어 오염방지기능을 가질수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 상기 세척수를 공급하기 위한 세척수 펌프; 및 상기 가열된 공기를 공급하기 위한 가열히터;를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 상기 초음파 프로브와 전기적으로 연결되어 상기 초음파발생용 니들을 통해 초음파를 발생시키는 초음파 구동부; 및 상기 외부함체의 전면에 표시되는 표시부와 전체적인 이송동작 및 상기 초음파 구동부의 동작을 제어하는 메인제어부;를 더 구비할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 줄기세포나 실험대상 세포가 있는 용액에 초음파를 발생시켜 세포배양을 촉진시키는 경우에 초음파 프로브를 근접하게 둘러싸며 밀폐시킬 수 있는 원통형의 하우징을 구비하고 초음파 프로브를 세척할 수 있는 세척수단을 추가로 구비하여 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 세포배양용 초음파 발생장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치의 외부구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 초음파 자동 발생장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 도 2 내지 도 3에 도시된 초음파 자동 발생장치의 내부구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 초음파 자동 발생장치의 내부구조 중 하부하우징을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 7은 도 5에 도시된 하부하우징의 제1실시예와 제2실시예를 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 자동발생장치를 구성하는 초음파 프로브를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 자동발생장치의 동작과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치의 외부구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 초음파 자동 발생장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 초음파 프로브(100), 상부하우징부(200), 하부하우징부(300), 하우징 이송수단(400), 및 외부함체(500)를 구비할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 초음파 프로브(100)는, 후술하는 도 8에 도시된 바와 같이, 일측 끝단에 초음파 발생용 니들(110)을 구비하여 세포용액이 담긴 샘플튜브에 상기 초음파 발생용 니들(110)을 일정깊이로 침전시킨 다음 초음파를 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 상부하우징부(200)는, 상기 초음파 프로브(100)가 내부로 삽입되어 상기 초음파 프로브(100)의 둘레를 감싸는 구조를 가지며 하측이 개구된 원통형상 또는 사각형등 다각형 하우징으로 형성되는 상부하우징(210)으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 상부하우징(210)은 실험 중 내부에 위치한 초음파 프로브(100)와 부품들을 교체하거나 고장시 신속한 대응을 위해 단일의 하우징이 아닌 상하분리형의 복수개의 하우징으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 하부하우징부(300)는, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 상부하우징부(200)의 하단에 배치되는 구조를 가지도록 형성되며, 상기 상부하우징(210)과 대응되는 형태를 가지며 상측이 개구된 채 원통형상 또는 사각형등 다각형 하우징을 갖는 하나 이상의 하부하우징(310,320)을 구비할 수 있다.

이때, 상기 하나 이상의 하부하우징(310,320)은, 세포샘플을 실험하기 하기 위하여 샘플튜브를 수용할 수 있는 샘플튜브용 하부하우징(310)과 초음파 프로브를 세척하는 경우에 사용할 수 있는 세척용 하부하우징(320)을 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 상부하우징부(200)와 하부하우징부(300)가 알루미늄소재의 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하우징 이송수단(400)은, 먼저, 상기 상부하우징부(200)를 구성하는 상부하우징(210)을 상기 하부하우징(310,320)에 대하여 수직방향으로 마주하는 구조를 가지면서 상하 직선왕복운동을 할 수 있도록 유도할 수 있다.

다음으로, 상기 하우징 이송수단(400)은, 상기 샘플튜브용 하부하우징(310)과 상기 세척용 하부하우징(320)을 선택적으로 상기 상부하우징(210)에 대응되게 위치 시킬 수 있도록 상기 하부하우징부(300)전체를 외부함체(500)의 전방 및 후방에 대하여 직선왕복운동을 하며 움직이게 하는 수평이송동작을 유도할 수 있다.

상기 하우징 이송수단(400)의 동작과정에 대한 설명은 후술하는 도 9 내지 도10에서 상세하게 설명하기로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 외부함체(500)는, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 하우징 이송수단(400)을 지지하는 지지체를 내부에 고정한 채 상기 상부하우징부(200)와 상기 하부하우징부(300) 및 상기 하우징 이송수단(400)을 동시에 수용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 외부함체(500) 내부에 상기 상부하우징부(200)와 상기 하부하우징부(300) 및 상기 하우징 이송수단(400)을 수용하여 일차적인 소음저감 및 오염방지 효과를 가질 수 있으며, 여기에 더하여, 상기 상부하우징부(200)와 상기 하부하우징부(300)을 상하 및 전후방으로 동작시켜 밀폐된 공간에서 상기 초음파 프로브(100)를 통해 초음파를 이용한 실험을 진행함으로써 외부함체(500)만을 이용한 밀폐구조에 비하여 소음저감 및 오염방지 효과를 월등히 높일 수 있는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 도 2 내지 도 3에 도시된 초음파 자동 발생장치의 내부구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 초음파 자동 발생장치의 내부구조 중 하부하우징을 설명하기 위한 도면이다.

앞서 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 끝단에 초음파 발생용 니들(110)을 구비한 초음파 프로브(100)와, 상기 초음파 프로브(100)의 둘레를 감싸며 하측이 개구된 원통형상의 상부하우징(210)을 구비하는 상부하우징부(200)와, 상기 상부하우징부(200)의 하단에 배치되며 상측이 개구된 채 원통형상을 갖는 하나 이상의 하부하우징(310,320)을 구비하는 하부하우징부(300)와, 상기 상부하우징부(200) 및 상기 하부하우징부(300)를 수직수평방향으로 이송시키는 하우징 이송수단(400), 및 상기 하우징 이송수단(400)을 지지하는 지지체를 내부에 고정한 채 상기 상부하우징부(200)와 상기 하부하우징부(300) 및 상기 하우징 이송수단(400)을 동시에 수용하는 외부함체(500)를 구비할 수 있다.

이하, 도 4와 도 5를 참조하여 외부함체(500)에 내장되는 내부구조를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 발생장치는, 상기 하우징 이송수단(400)의 동작에 의하여 상기 상부하우징(210)의 하단과 상기 하부하우징(310,320)의 상단이 마주하여 접촉하면 상기 초음파 프로브(100)를 둘러싸는 공간이 밀폐될 수 있으며, 이로 인해 상기 초음파 프로브(100)를 통해 발생되는 소음이 저감될 수 있다.

이때, 밀폐구조를 더욱 완벽하게 하기 위하여, 상기 하부하우징(310,320)의 상측 테두리를 따라 상기 상부하우징(210)의 하단 테두리에 대응되게 원형의 홈부가 형성되고, 상기 상부하우징(210)의 하단이 마주하여 접촉하는 상기 홈부에 고무재질의 오링등이 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부하우징(210)의 수직이송동작과 하부하우징부(300)의 수평이송동작을 지지하기 위하여 하우징 이송수단(400)이 도시되어 있다.

여기서, 상기 하우징 이송수단(400)은, 도면에 도시된 바와 같이, 수직이송수단(410)과 수평이송수단(420)을 구비할 수있다.

보다 상세하게는, 상기 수직이송수단(410)은, 상기 상부하우징(210)을 구비하는 상부하우징부(200)를 상기 하부하우징(310,320)의 상측에서 상하 수직방향으로 이송시켜 상기 초음파 프로브(100)를 둘러싸는 공간을 밀폐시키거나 개방시키기 위한 수직이송동작을 수행할 수 있다.

또한, 상기 수평이송수단(420)은, 상기 하부하우징(310,320)을 하나 이상 구비하는 하부하우징부(300)를 전후 수평방향으로 이송시켜 상기 상부하우징(210)에 대응되는 하부하우징(310,320)을 선택적으로 배치시키거나 세포용액이 담긴 샘플튜브를 거치 및 배출시키기 위한 수평이송동작을 수행할 수 있다.

또한, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하우징 이송수단(400)은, 상기 수직이송수단(410)과 상기 수평이송수단(420)의 동작을 지지하면서 외부함체(500)에 지지 고정되는 이송수단 지지체(430)를 구비할 수 있다.

이때, 상기 이송수단 지지체(430)의 소정부위에는 상기 초음파 프로브(100)를 동작시키기 위한 초음파 구동회로가 실장된 초음파 구동부(600)가 배치될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 상기 초음파 프로브(100)와 전기적으로 연결되어 상기 초음파발생용 니들(110)을 통해 초음파를 발생시키는 초음파 구동부(600)를 구비하는 것을 알 수 있다.

또한, 앞서 도시된 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외부함체(500)의 전면에 표시되는 표시부(501)와 전체적인 이송동작 및 상기 초음파 구동부(600)의 동작을 제어하는 메인제어부(700)를 상기 외부함체(500)의 전면에 내장하여 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수직이송수단(410)과 상기 수평이송수단(420)은 각각, 도 4에 도시된 바와 같이, 지지패널(401a,401b), 이송모듈(402a,402b), 리니어 가이드부(403a,403b), 및 리니어 구동모터(404a,404b)를 구비할 수 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 지지패널(401a,401b)은, 상기 상부하우징(210) 또는 상기 하부하우징(310,320)을 지지하기 위한 것으로, 도면에 도시된 바와 같이,상기 수직이송수단(410)을 구성하며 상기 상부하우징(200)을 지지고정시키는 지지패널(401a)과 상기 수평이송수단(420)을 구성하며 상기 하부하우징(310,320)을 지지고정시키는 지지패널(401b)을 가지고 있다.

또한, 상기 이송모듈(402a,402b)은, 상기 지지패널(401a,401b)과 결합되어 이송동작을 수행하는 것으로, 상기 수직이송수단(410)과 상기 수평이송수단(420)에 각각 동일하게 형성되는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 리니어 가이드부(403a,403b)는 상기 이송모듈(402a,402b)의 직선왕복운동을 가이드하는 것으로, 상기 이송모듈(402a,402b)을 관통하는 스크류 가이드봉을 구비할 수 있다.

따라서, 상기 리니어 구동모터(404a,404b)에 의하여 상기 스크류 가이드봉을 회전시키면 상기 리니어 가이드부(403a,403b)에 상기 이송모듈(402a,402b)을 동작시키기 위한 구동력을 전달함으로써 회전운동을 직선운동으로 변환할 수 있다.

다음으로, 도 4와 도 5를 모두 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하부하우징부(300)를 추가 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 하부하우징부(300)는, 세포용액이 담긴 샘플튜브를 수용하기 위한 샘플튜브용 하부하우징(310)과, 상기 초음파 발생용 니들을 세척하기 위한 세척용 하부하우징(320), 및 상기 샘플튜브용 하부하우징(310)과 상기 세척용 하부하우징(320)을 거치고정하기 위한 복수개의 거치홈(331,332)을 구비하는 하부하우징 거치부(330)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 하부하우징부(300)를 구성하는 상기 샘플튜브용 하부하우징(310)과 상기 세척용 하부하우징(320)은 도 6과 같이 단일구조를 가질 수 도 있고, 도 7과 같이 이중구조로 형성될 수 있다.

도 6 내지 도 7은 도 5에 도시된 하부하우징의 제1실시예와 제2실시예를 비교 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 자동발생장치를 구성하는 초음파 프로브를 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하부하우징의 실시예들을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 초음파 자동발생장치는, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 프로브(100)의 일측 끝단에 형성된 초음파 발생용 니들(110)이 상기 상부하우징(210)의 상측으로 삽입되어 타측 끝단이 상기 상부하우징(210)의 상단에 고정결합된 형태의 구조를 가지게 배치될 수 있다.

이때, 도 6과 같은 제 1실시예에 따르면, 상기 샘플튜브용 하부하우징(310)과 상기 세척용 하부하우징(320)은, 각각 단일의 원통형상을 갖는 하우징으로 구성 될 수 있다.

또한, 도 7과 같은 제 2 실시예에 따르면, 상기 샘플튜브용 하부하우징(310)과 상기 세척용 하부하우징(320)은, 각각 벽면이 용수철 형태 및 판재로 형성되는 원통형상의 내부하우징(301), 및 상기 내부하우징(302)의 벽면을 둘러싸는 원통형상의 외부하우징(302)을 구비하여 초음파 프로브에(100)서 발생하는 중저음 소음 뿐만 아니라 고음의 소음까지 흡수 가능할 수 있다.

여기서, 상기 내부하우징(301)은 판재로 형성되는 경우에 플라스틱소재 또는 금속재일 수 있다.

한편, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 자동 발생장치는, 앞서 언급한 수직이송수단(410)에 의하여 상기 초음파 프로브(100)를 둘러싸는 공간을 밀폐시킬 경우에, 상기 초음파 프로브(100)의 초음파 발생용 니들(110)이 상기 상부하우징(210)의 하단을 통과하여 상기 하부하우징(310,320)의 내측으로 일정 깊이에 도달할 수 있게 삽입될 수 있다.

또한, 상기 상부하우징(210)과 상기 세척용 하부하우징(320)으로 이루어지는 밀폐된 공간 내부에 배치되는 초음파발생용 니들(110)에 세척수를 분사하거나 세척후 남아있는 오염수를 제거하기 위한 복수개의 세척용 호스(11,12)를 구비하는 세척수단(10)이 구비될 수 있다.

여기서, 상기 세척용 호스는, 세척수를 밀폐된 공간 내부로 주입하기 위한 주입호스(11)와 세척된 세척수를 외부로 배출하기 위한 배출호스(12)를 구비할 수있으며, 도면에 도시된 바와 같이 하부하우징(320)에 한꺼번에 배치할 수 도 있고, 앞서 도 3에 도시된 경우와 같이 상부하우징(210)에 주입호스(11)를 배치하고 하부하우징(320)에는 아웃렛(12a)과 연통되는 배출호스(12)를 배치할 수 있다.

이때, 상기 초음파 프로브(100)에 세척수를 분사하기 위하여 상기 하부하우징(320) 또는 상기 상부하우징(210)의 측면에 형성되는 세척수 분사용 노즐부(노즐구멍)는 상기 주입호수(11)의 인렛(11a,11b)끝단에 연통되어 사선으로 형성됨으로써 세척력을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 상부하우징(210)과 상기 세척용 하부하우징(320)으로 이루어지는 밀폐된 공간 내부에 가열된 공기를 주입하거나 배출시킬 수 있는 건조수단(20)을 추가로 구비할 수 있으며, 상기 건조수단(20)은 가열된 공기를 내부로 주입하기 위한 가열공기 인렛(21)과 외부로 배출하기 위한 가열공기 아웃렛(22)을 하부하우징(320)에 구비할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동발생장치는, 상기 초음파 발생용 니들(110)을 세척건조할 수 있어 오염방지기능을 가질 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상술한 세척수단(10)과 건조수단(20)의 동작을 수행하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치는, 상기 세척수를 공급하기 위한 세척수 펌프(미도시) 및 상기 가열된 공기를 공급하기 위한 가열히터(미도시)를 더 구비할 수 있다.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 자동발생장치의 동작과정을 설명하기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 자동발생장치는 상부하우징부(200)과 하부하우징부(300)의 이송동작을 유도하는 하우징 이송수단(400)을 구비하여 초음파 프로브(100)를 둘러싸는 공간을 밀폐시키거나 개방시키기 위한 수직이송동작을 수행하거나, 상기 상부하우징(210)에 대응되는 하부하우징(310,320)을 선택적으로 배치시키거나 세포용액이 담긴 샘플튜브를 거치 및 배출시키기 위한 수평이송동작을 수행할 수 있다.

이때, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 하우징 이송수단(400)은, 수직이송수단(410)과 수평이송수단(420)을 구비할 수 있으며, 도 4 내지 도 5에서 상술한 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9는 상기 하우징 이송수단(400)의 수직이송수단(410)을 이용하여 초음파 프로브(100)를 둘러싸는 공간을 밀폐시키는 동작을 나타내는 도면이다.

여기서, 상기 수직이송수단(410)은, 지지패널(401a), 이송모듈(402a), 리니어 가이드부(403a), 및 리니어 구동모터(404a)를 구비할 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 지지패널(401a)이 상기 상부하우징(210)을 지지고정한 상태에서 이송모듈(402a)과 결합하여 이송동작을 수행할 수 있는데, 상기 이송모듈(402a)의 직선왕복운동을 가이드하기 위하여 이송모듈듈(402a)을 관통하는 스크류 가이드봉을 구비하는 리니어 가이드부(403a)를 필요로 하며, 리니어 구동모터(404a)에 의하여 상기 스크류 가이드봉을 회전시키면 상기 리니어 가이드부(403a)에 상기 이송모듈(402a)을 동작시키기 위한 구동력을 전달함으로써 상하 수직이송동작을 수행할 수 있다.

도 10은 상기 하우징 이송수단(400)의 수평이송수단(410)을 이용하여 상기 상부하우징(210)에 대응되는 하부하우징을 이동시키기 위한 수평이송동작을 나타내는 도면이다.

여기서, 상기 수평이송수단(420)은, 지지패널(401b), 이송모듈(402b), 리니어 가이드부(403b), 및 리니어 구동모터(404b)를 구비할 수 있다

도면에 도시된 바와 같이, 지지패널(401b)이 상기 하부하우징(310,320)을 거치하는 하부하우징 거치부(330)를 지지고정한 상태에서 이송모듈(402b)과 결합하여 이송동작을 수행할 수 있는데, 상기 이송모듈(402b)의 직선왕복운동을 가이드하기 위하여 이송모듈듈(402b)을 관통하는 스크류 가이드봉을 구비하는 리니어 가이드부(403b)를 필요로 하며, 리니어 구동모터(404b)에 의하여 상기 스크류 가이드봉을 회전시키면 상기 리니어 가이드부(403b)에 상기 이송모듈(402b)을 동작시키기 위한 구동력을 전달함으로써 전후 수평이송동작을 수행할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명은, 줄기세포나 실험대상세포가 있는 용액에 초음파를 발생시켜 세포배양을 촉진시키는 경우에 초음파 프로브를 근접하게 둘러싸며 밀폐시킬 수 있는 원통형의 하우징을 구비하고 초음파 프로브를 세척할 수 있는 세척수단을 추가로 구비하여 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치를 제공하는 효과가 있다.

지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.

10 : 세척수단
11,: 세척호스(투입호스)
12: 세척호스(배출호스)
20 : 건조수단
21 : 가열공기 인렛
22 : 가열공기 아웃렛
100 : 초음파 프로브
110 : 초음파 발생용 니들
200 : 상부하우징부
210 : 상부하우징
300 : 하부하우징부
301 : 내부하우징
302 : 외부하우징
310 : 샘플튜브용 하부하우징
320 : 세척용 하부하우징
330 : 하부하우징 거치부
400 : 하우징 이송수단
401a, 401b : 지지패널
402a, 402b : 이송모듈
403a, 403b : 리니어 가이드
404a, 404b : 리니어 구동모터
410 : 수직이송수단
420 : 수평이송수단
430 : 이송수단 지지체
500 : 외부함체
600 : 초음파 구동부
700 : 메인제어부

Claims (10)

1. 끝단에 초음파 발생용 니들을 구비한 초음파 프로브;
   상기 초음파 프로브의 둘레를 감싸며 하측이 개구된 원통형상 또는 다각형상을 갖는 상부하우징을 구비하는 상부하우징부;
   상기 상부하우징부의 하단에 배치되며, 상기 상부하우징과 대응되는 형상을 가지며 상측이 개구된 하나 이상의 하부하우징을 구비하는 하부하우징부;
   상기 상부하우징부 및 상기 하부하우징부를 수직수평방향으로 이송시키는 하우징 이송수단; 및
   상기 하우징 이송수단을 지지하는 지지체를 내부에 고정한 채 상기 상부하우징부와 상기 하부하우징부 및 상기 하우징 이송수단을 동시에 수용하는 외부함체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징 이송수단의 동작에 의하여 상기 상부하우징의 하단과 상기 하부하우징의 상단이 마주하여 접촉하면 상기 초음파 프로브를 둘러싸는 공간이 밀폐되고 상기 초음파 프로브를 통해 발생되는 소음이 저감되는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 하우징 이송수단은,
   상기 상부하우징을 구비하는 상부하우징부를 상기 하부하우징의 상측에서 상하 수직방향으로 이송시켜 상기 초음파 프로브를 둘러싸는 공간을 밀폐시키거나 개방시키기 위한 수직이송동작을 수행하는 수직이송수단과;
   상기 하부하우징을 하나 이상 구비하는 하부하우징부를 전후 수평방향으로 이송시켜 상기 상부하우징에 대응되는 하부하우징을 선택적으로 배치시키거나 세포용액이 담긴 샘플튜브를 거치 및 배출시키기 위한 수평이송동작을 수행하는 수평이송수단; 및
   상기 수직이송수단과 상기 수평이송수단의 동작을 지지하면서 외부함체에 지지 고정되는 이송수단 지지체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 수직이송수단과 상기 수평이송수단은 각각,
   상기 상부하우징 또는 상기 하부하우징을 지지하기 위한 지지패널;
   상기 지지패널과 결합되어 이송동작을 수행하는 이송모듈;
   상기 이송모듈의 직선왕복운동을 가이드하는 리니어 가이드부; 및
   상기 리니어 가이드부에 상기 이송모듈을 동작시키기 위한 구동력을 전달하는 리니어 구동모터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
5. 청구항 3에 있어서, 상기 초음파 프로브는,
   일측 끝단에 형성된 초음파 발생용 니들이 상기 상부하우징의 상측으로 삽입되어 타측 끝단이 상기 상부하우징의 상단에 고정결합된 형태의 구조를 가지게 배치되고,
   상기 수직이송수단에 의하여 상기 초음파 프로브를 둘러싸는 공간을 밀폐시킬 경우에, 상기 초음파 프로브의 초음파 발생용 니들이 상기 상부하우징의 하단을 통과하여 상기 하부하우징의 내측으로 일정 깊이에 도달할 수 있게 삽입되는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 하부하우징을 하나 이상 구비하는 하부하우징부는,
   세포용액이 담긴 샘플튜브를 수용하기 위한 샘플튜브용 하부하우징과;
   상기 초음파 발생용 니들을 세척하기 위한 세척용 하부하우징; 및
   상기 샘플튜브용 하부하우징과 상기 세척용 하부하우징을 거치고정하기 위한 복수개의 거치홈을 구비하는 하부하우징 거치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 샘플튜브용 하부하우징과 상기 세척용 하부하우징은 각각,
   벽면이 용수철 형태 및 다양한 종류의 흡음역할을 하는 판재로 형성되는 원통형상의 내부하우징; 및
   상기 내부하우징의 벽면을 둘러싸는 원통형상의 외부하우징;을 구비하여 초음파 프로브에서 발생하는 중저음 소음 뿐만 아니라 고음의 소음까지 흡수 가능한 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상부하우징과 상기 세척용 하부하우징으로 이루어지는 밀폐된 공간 내부에 배치되는 초음파발생용 니들에 세척수를 분사하거나 세척후 남아있는 오염수를 제거하기 위한 복수개의 세척용 호스를 구비하는 세척수단; 및
   상기 상부하우징과 상기 세척용 하부하우징으로 이루어지는 밀폐된 공간 내부에 가열된 공기를 주입하거나 배출시킬 수 있는 건조수단;을 구비하여,
   상기 초음파 발생용 니들을 세척건조할 수 있어 오염방지기능을 갖는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 세척수를 공급하기 위한 세척수 펌프; 및
   상기 가열된 공기를 공급하기 위한 가열히터;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 초음파 프로브와 전기적으로 연결되어 상기 초음파발생용 니들을 통해 초음파를 발생시키는 초음파 구동부; 및
    상기 외부함체의 전면에 표시되는 표시부와 전체적인 이송동작 및 상기 초음파 구동부의 동작을 제어하는 메인제어부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 및 오염 방지가 가능한 세포 배양용 초음파 자동 발생장치

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