KR20200036336A - Apparatus for producing for artificial skin and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인공 피부 제조 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing artificial skin and a control method thereof.
피부는 신체의 외부를 덮고 있는 기관으로 바깥쪽에서부터 표피, 진피 및 피하지방층의 세 개의 층으로 구성되어 있다. 표피는 중층편평상피의 형성세포가 대부분을 차지하고 있다. 콜라겐 섬유와 탄력 섬유와 같은 기질 단백질로 이루어진 진피는 표피 아래에 위치하며, 진피에는 혈관, 신경, 땀샘 등이 있다. 피하지방층은 지방세포로 구성되어 있다. 피부는 상기와 같은 다양한 세포들과 구성물질들이 상호작용하여 그 형태를 유지하며 체온 조절과 외부 환경에 대한 장벽으로의 기능 등 다양한 기능을 나타낸다.The skin is the organ that covers the outside of the body and consists of three layers from the outside to the epidermis, dermis and subcutaneous layers. The epidermis is composed mostly of mesenchymal squamous cells. The dermis composed of matrix proteins such as collagen fibers and elastic fibers are located under the epidermis, and the dermis contains blood vessels, nerves, and sweat glands. The subcutaneous fat layer is composed of fat cells. The skin maintains its shape by interacting with various cells and constituents as described above, and exhibits various functions such as body temperature control and a function as a barrier to the external environment.
인공피부(artificial skin)는 피부세포와 피부 구성물질인 콜라겐, 엘라스틴 등을 이용하여 3차원적으로 상기와 같은 피부를 재구성한 것으로서, 살아 있는 섬유아 세포와 각질 형성 세포로 구성되어 실제 피부와 유사한 구조적, 기능적 특성을 나타내기 때문에 피부 모사체(skin equivalent 또는 reconstructed skin)라고도 불린다. 인공피부는 화상, 외상 등 손상을 입은 피부의 대체(영구생착형) 또는 재생(일시 피복형)을 위해 이용될 뿐만 아니라, 피부 생리연구, 피부 자극 평가, 피부 효능평가 등 다양한 영역에서 이용되고 있다.Artificial skin is a reconstruction of the skin as described above in three dimensions using skin cells and skin components such as collagen and elastin, and is composed of living fibroblasts and keratinocytes, similar to real skin. It is also called a skin equivalent or reconstructed skin because it exhibits structural and functional properties. Artificial skin is used not only for the replacement (permanent adhesion type) or regeneration (temporary coating type) of damaged skin such as burns or trauma, but also in various areas such as skin physiology research, skin irritation evaluation, and skin efficacy evaluation. .
그러나 이러한 인공 피부를 제작하기 위해서는, 인공 피부를 배양하는데 필요한 섬유아 세포 및 각질 형성 세포를 배양 용기에 각각 투입해야 한다. 이때, 정확한 양의 섬유아 세포 및 각질 형성 세포를 각각 배양 용기에 투입할 필요가 있다. 그러나, 작업자의 숙련도 등에 따라, 정확한 양을 배양 용기에 투입하기가 용이하지 않고, 또한 작업 시간 또한 많이 소용되는 문제점이 있었다.However, in order to manufacture such artificial skin, fibroblasts and keratinocytes required for culturing artificial skin must be introduced into the culture vessel, respectively. At this time, it is necessary to input the correct amount of fibroblasts and keratinocytes into the culture vessel, respectively. However, depending on the skill level of the operator, it is not easy to input the correct amount into the culture vessel, and there is also a problem that a lot of work time is used.
특히, 인공 피부를 제작하기 위해서는 세포배양부터 시작하여 세포 수집, ECM (세포외 기질) 준비, 세포 분주, 배지 교환 등 여러 단계의 작업이 필요한데, 이러한 작업들은 섬세하고 높은 집중력을 요구하는 작업이다 보니 현재까지는 작업자가 처음부터 끝까지 진행할 수 밖에 없었다. 그렇기 때문에 작업자 한 명이 한 번에 제작할 수 있는 플레이트 수, 즉, 인공 피부의 개수는 한정될 수 밖에 없으며 작업자의 능률에 따라 편차가 생길 수 밖에 없다.In particular, in order to produce artificial skin, several steps are required, starting with cell culture, cell collection, ECM (extracellular matrix) preparation, cell dispensing, medium exchange, etc. These tasks require delicate and high concentration. Until now, workers had no choice but to proceed from start to finish. For this reason, the number of plates that can be produced by one worker at a time, that is, the number of artificial skins must be limited, and deviations are inevitable depending on the efficiency of the workers.
이와 같은 환경에서, 인공 피부는 대량 생산이 실질적으로 불가능한 영역으로 인식되어 왔고, 그에 따라 인공 피부의 단가는 매우 높은 실정이다.In such an environment, artificial skin has been recognized as an area where mass production is practically impossible, and thus the unit price of artificial skin is very high.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 인공 피부 재료를 신속하게 배양 용기에 투입하고, 또한 정확한 양을 투입하여 인공 피부를 제조할 수 있는 인공 피부 제조 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.The embodiments of the present invention have been proposed to solve the above problems, and artificial skin manufacturing apparatus and control thereof that can artificially produce artificial skin by rapidly injecting artificial skin material into a culture vessel and injecting an accurate amount I want to provide a method.
또한, 전체적으로 균일한 품질을 갖는 인공 피부를 대량으로 생산할 수 있는 인공 피부 제조 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.In addition, an artificial skin manufacturing apparatus capable of producing a large amount of artificial skin having uniform quality as a whole, and a control method thereof.
또한, 인공 피부의 생산 단가를 낮출 수 있는 인공 피부 제조 장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.In addition, to provide an artificial skin manufacturing apparatus and a control method that can lower the production cost of artificial skin.
본 발명의 일 측면에 따르면, X축 및 Y축 방향으로 연장되는 평면 형태로 제공되는 테이블; 상기 테이블 상에 배치되고, 인공 피부를 배양할 수 있는 복수 개의 배양 용기가 설치되는 배양부; 복수 개의 상기 배양 용기에 인공 피부의 진피층을 형성하는 진피 재료를 토출하는 진피 프린팅 모듈; 및 진피층이 형성되어 있는 복수 개의 상기 배양 용기에 인공 피부의 표피층을 형성하는 표피 재료를 토출하는 표피 프린팅 모듈을 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the table provided in a flat shape extending in the X-axis and Y-axis directions; A culture unit disposed on the table and provided with a plurality of culture containers capable of culturing artificial skin; A dermal printing module that discharges a dermal material forming a dermal layer of artificial skin into a plurality of the culture vessels; And an epidermal printing module for discharging the epidermal material forming the epidermal layer of artificial skin in a plurality of the culture vessels in which the dermal layer is formed.
또한, 상기 진피 프린팅 모듈은, 상기 진피 재료를 토출하는 제1 토출부; 상기 제1 토출부를 X축 방향으로 이동시키는 제1 X축 방향 구동부; 상기 제1 토출부를 Y축 방향으로 이동시키는 제1 Y축 방향 구동부; 상기 제1 토출부를 Z축 방향으로 이동시키는 제1 Z축 방향 구동부; 및 상기 제1 토출부를 지지하고, 상기 제1 X축 방향 구동부 또는 상기 제2 X축 방향 구동부 중 어느 하나에 연결되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동되는 제1 메인 블록을 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the dermal printing module, a first discharge portion for discharging the dermal material; A first X-axis direction driving unit for moving the first discharge unit in the X-axis direction; A first Y-axis driving unit for moving the first discharge unit in the Y-axis direction; A first Z-axis driving unit for moving the first discharge unit in the Z-axis direction; And a first main block supporting the first discharge part and connected to any one of the first X-axis direction driving part or the second X-axis direction driving part and moving in the X-axis direction and the Y-axis direction. The device can be provided.
또한, 상기 제1 X축 방향 구동부 및 상기 제1 Y축 방향 구동부 중 어느 하나는 상기 테이블에 제공된 구동부 지지 프레임에 고정되고, 상기 제1 X축 방향 구동부 및 상기 제1 Y축 방향 구동부 중 다른 하나는 상기 구동부 지지 프레임에 고정된 상기 어느 하나에 고정되며, 상기 제1 Z축 방향 구동부는 상기 제1 메인 블록에 제공되는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, one of the first X-axis direction driving unit and the first Y-axis direction driving unit is fixed to the driving unit support frame provided in the table, and the other one of the first X-axis direction driving unit and the first Y-axis direction driving unit Is fixed to any one of the fixed to the driving unit support frame, the first Z-axis direction driving unit may be provided with an artificial skin manufacturing device provided in the first main block.
또한, 상기 제1 토출부는 하나 이상의 실린지이고, 상기 제1 메인 블록에는 상기 실린지가 고정되고, 상기 제1 Z축 방향 구동부에 의해 Z축 방향으로 이동 가능한 실린지 고정 블록이 제공되고, 상기 실린지 고정 블록에는 상기 실린지를 착탈 가능하게 고정할 수 있는 실린지 착탈부가 제공되며, 상기 실린지 고정 블록에는 상기 실린지의 플런저를 이동시킬 수 있는 플런저 가압 블록 및 상기 플런저 가압 블록을 이동시키는 플런저 가압 블록 구동부가 제공되는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the first discharge part is one or more syringes, the syringe is fixed to the first main block, and a syringe fixing block movable in the Z-axis direction by the first Z-axis driving unit is provided, and the syringe The jig fixing block is provided with a syringe detachable part capable of detachably fixing the syringe, and the plunger pressurizing block for moving the plunger of the syringe and the plunger pressurizing block for moving the plunger of the syringe are provided in the syringe fixing block. An artificial skin manufacturing apparatus provided with a driving unit may be provided.
또한, 상기 실린지 착탈부는, 상기 실린지 고정 블록에 고정되며 상기 실린지의 일측을 지지하는 제1 실린지 삽입홈을 구비하는 제1 실린지 지지부; 및 상기 제1 실린지 지지부에 선택적으로 고정되고, 상기 제1 실린지 삽입홈에 대응되는 제2 실린지 삽입홈을 구비하는 제2 실린지 지지부를 포함하고, 상기 플런저는 상기 실린지가 상기 실린지 착탈부에 고정된 상태에서 외부로 연장되어 상기 플런저 가압 블록에 연결되는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the syringe attachment and detachment portion is fixed to the syringe fixing block, a first syringe support unit having a first syringe insertion groove for supporting one side of the syringe; And a second syringe support selectively fixed to the first syringe support, and having a second syringe insertion groove corresponding to the first syringe insertion groove, wherein the plunger includes the syringe. An artificial skin manufacturing apparatus extending from the fixed state to the outside while connected to the plunger pressurizing block may be provided.
또한, 상기 제2 실린지 지지부는 상기 제1 실린지 지지부의 일측에 제공된 힌지부에 의해 회동 가능하게 제공되고, 상기 제2 실린지 지지부가 상기 제1 실린지 삽입홈을 개방한 상태에서, 상기 실린지는 상기 제1 실린지 삽입홈 및 상기 플런저 가압 블록에 동시에 결합되거나 분리될 수 있는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the second syringe support is rotatably provided by a hinge provided on one side of the first syringe support, and the second syringe support opens the first syringe insertion groove. The syringe may be provided with an artificial skin manufacturing apparatus that can be simultaneously coupled to or separated from the first syringe insertion groove and the plunger pressurizing block.
또한, 상기 진피 프린팅 모듈은 상기 제1 토출부에서 토출되는 상기 진피 재료의 토출 상태를 측정하기 위한 제1 촬영부를 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the dermal printing module may be provided with an artificial skin manufacturing apparatus including a first photographing unit for measuring a discharge state of the dermal material discharged from the first discharge unit.
또한, 상기 진피 프린팅 모듈은, 상기 제1 Z축 방향 구동부에 의해 Z축 방향으로 이동 가능하며 상기 제1 토출부를 고정하는 제1 토출부 고정 블록을 포함하고, 상기 제1 촬영부는 상기 제1 토출부 고정 블록에 고정되어 상기 제1 토출부와 함께 Z축 방향으로 이동되는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the dermal printing module is movable in the Z-axis direction by the first Z-axis driving unit, and includes a first discharge unit fixing block for fixing the first discharge unit, and the first photographing unit comprises the first discharge An artificial skin manufacturing apparatus fixed to the secondary fixing block and moved in the Z-axis direction together with the first discharge portion may be provided.
또한, 상기 제1 촬영부는 Z축 하방을 향해 설치되는 카메라이고, 상기 제1 토출부 고정 블록에는 상기 카메라의 촬영 방향을 전환시키는 제1 반사부가 제공되며, 상기 제1 반사부는 상기 카메라가 상기 제1 토출부로부터 토출되는 상기 진피 재료가 상기 배양 용기에 수용되는 모습을 촬영할 수 있는 각도를 갖는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다. In addition, the first photographing unit is a camera installed toward the Z-axis downward direction, and the first discharge unit fixing block is provided with a first reflecting unit for changing the photographing direction of the camera, and the first reflecting unit includes the camera 1 An artificial skin manufacturing apparatus having an angle capable of photographing a state in which the dermal material discharged from the discharge portion is accommodated in the culture container may be provided.
또한, 상기 표피 프린팅 모듈은, 상기 표피 재료를 토출하는 제2 토출부; 상기 제2 토출부를 X축 방향으로 이동시키는 제2 X축 방향 구동부; 상기 제2 토출부를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 Y축 방향 구동부; 상기 제2 토출부를 Z축 방향으로 이동시키는 제2 Z축 방향 구동부; 및 상기 제2 토출부를 지지하고, 상기 제2 X축 방향 구동부 또는 상기 제2 Y축 방향 구동부 중 어느 하나에 연결되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 제공되는 제2 메인 블록을 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the skin printing module, a second discharge portion for discharging the skin material; A second X-axis direction driving unit for moving the second discharge unit in the X-axis direction; A second Y-axis driving unit for moving the second discharge unit in the Y-axis direction; A second Z-axis driving unit for moving the second discharge unit in the Z-axis direction; And a second main block supporting the second discharge part and connected to any one of the second X-axis direction driving part or the second Y-axis direction driving part and provided to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction. An artificial skin manufacturing apparatus can be provided.
또한, 상기 제2 X축 방향 구동부 및 상기 제2 Y축 방향 구동부 중 어느 하나는 상기 테이블에 제공된 구동부 지지 프레임에 고정되고, 상기 제2 X축 방향 구동부 및 상기 제2 Y축 방향 구동부 중 다른 하나는 상기 구동부 지지 프레임에 고정된 상기 어느 하나에 고정되며, 상기 제2 Z축 방향 구동부는 상기 제2 메인 블록에 제공되는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, one of the second X-axis direction driving unit and the second Y-axis direction driving unit is fixed to the driving unit support frame provided in the table, and the other one of the second X-axis direction driving unit and the second Y-axis direction driving unit Is fixed to any one fixed to the driving unit support frame, the second Z-axis driving unit may be provided with an artificial skin manufacturing device provided in the second main block.
또한, 상기 제2 토출부는 하나 이상의 마이크로 밸브 유닛이고, 상기 제2 메인 블록에는 상기 마이크로 밸브 유닛이 고정되고, 상기 제2 Z축 방향 구동부에 의해 Z축 방향으로 이동 가능한 마이크로 밸브 유닛 고정 블록이 제공되고, 상기 마이크로 밸브 유닛은 상기 테이블에 제공된 펌프 지지 프레임에 고정되어 있는 펌프에 연결되어, 상기 표피 재료를 흡입 및 토출하기 위한 압력을 제공받는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the second discharge unit is at least one micro-valve unit, the micro valve unit is fixed to the second main block, and the micro-valve unit fixing block movable in the Z-axis direction by the second Z-axis driving unit is provided. In addition, the micro-valve unit may be provided with an artificial skin manufacturing apparatus that is connected to a pump fixed to a pump support frame provided on the table, and is provided with pressure to inhale and discharge the epidermal material.
또한, 상기 표피 프린팅 모듈은 상기 제2 토출부에서 토출되는 상기 표피 재료의 토출 상태를 측정하기 위한 제2 촬영부를 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the skin printing module may be provided with an artificial skin manufacturing apparatus including a second photographing unit for measuring a discharge state of the skin material discharged from the second discharge unit.
또한, 상기 제2 촬영부는 제2 메인 블록에 상기 테이블과 수평 방향으로 설치되는 카메라이고, 상기 표피 프린팅 모듈은, 상기 제2 Z축 방향 구동부에 의해 Z축 방향으로 이동 가능하며 상기 제2 토출부를 고정하는 제2 토출부 고정 블록; 및 상기 제2 토출부 고정 블록에 고정되어 상기 제2 토출부와 함께 Z축 방향으로 이동되고, 상기 제2 토출부의 토출 위치에서 상기 카메라가 상기 제2 토출부로부터 토출되는 상기 표피 재료가 상기 배양 용기에 수용되는 모습을 촬영할 수 있도록 상기 카메라에 입사되는 빛의 각도를 전환시키는 제2 반사부를 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the second photographing unit is a camera installed in a horizontal direction with the table on a second main block, and the skin printing module is movable in the Z-axis direction by the second Z-axis driving unit, and the second discharge unit A second discharge part fixing block for fixing; And the epidermal material fixed to the second discharge part fixing block, moved in the Z-axis direction together with the second discharge part, and the epidermal material from which the camera is discharged from the second discharge part at the discharge position of the second discharge part is cultured. An artificial skin manufacturing apparatus including a second reflector for converting an angle of light incident on the camera may be provided so as to photograph a state accommodated in the container.
또한, 상기 배양 용기의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 감지 결과에 따라 상기 배양 용기의 온도를 조절할 수 있는 배양 용기 온도 조절부를 더 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, a temperature sensor capable of measuring the temperature of the culture vessel; And a culture vessel temperature control unit capable of adjusting the temperature of the culture vessel according to the detection result of the temperature sensor.
또한, 상기 진피 프린팅 모듈은 상기 복수 개의 배양 용기에 상기 진피 재료를 토출할 수 있도록 복수 개의 방향으로 이동할 수 있는 제1 토출부를 포함하고, 상기 표피 프린팅 모듈은 상기 복수 개의 배양 용기에 상기 표피 재료를 토출할 수 있도록 복수 개의 방향으로 이동할 수 있는 제2 토출부를 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 제1 토출부 또는 상기 제2 토출부에 인접하게 배치되어 상기 제1 토출부 또는 상기 제2 토출부와 함께 이동 가능한 비 접촉식 온도 센서인 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, the dermal printing module includes a first discharge portion that can move in a plurality of directions to discharge the dermal material to the plurality of culture vessels, and the epidermal printing module applies the epidermal material to the plurality of culture vessels. It includes a second discharge portion that can be moved in a plurality of directions to discharge, the temperature sensor is disposed adjacent to the first discharge portion or the second discharge portion and the first discharge portion or the second discharge portion An apparatus for manufacturing artificial skin, which is a non-contact temperature sensor movable together, may be provided.
또한, 상기 테이블에 배치되고, 상기 진피 재료를 저장할 수 있는 제1 보관부를 더 포함하고, 상기 제1 보관부는, 상기 진피 재료가 저장되는 저장 공간을 제공하는 제1 보관 용기; 및 상기 제1 보관 용기의 온도를 기 설정된 온도 이하로 유지하는 제1 온도 조절부를 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, it is further disposed on the table, further comprising a first storage unit for storing the dermal material, the first storage unit, a first storage container for providing a storage space in which the dermal material is stored; And a first temperature control unit that maintains the temperature of the first storage container below a predetermined temperature.
또한, 상기 테이블에 배치되고, 상기 표피 재료를 저장할 수 있는 제2 보관부를 더 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, an artificial skin manufacturing apparatus that is disposed on the table and further includes a second storage unit capable of storing the epidermal material may be provided.
또한, 상기 테이블에 배치되고, 상기 진피 재료를 토출하는 제1 토출부 또는 상기 표피 재료를 토출하는 제2 토출부를 세척 및 건조할 수 있는 세척부를 더 포함하는 인공 피부 제조 장치가 제공될 수 있다.In addition, an artificial skin manufacturing apparatus may be provided that is further disposed on the table and further includes a washing unit capable of washing and drying the first ejection unit for ejecting the dermal material or the second ejection unit for ejecting the epidermal material.
본 발명의 일 측면에 따르면, 테이블 상에 마련되어 있는 인공 피부를 배양하기 위한 배양 용기의 온도를 측정하는 단계; 상기 배양 용기의 온도가 기 설정된 온도 범위인 경우, 진피 프린팅 모듈이 제1 토출부를 이동시켜 상기 테이블에 제공되고 진피 재료를 기 설정된 온도 이하로 보관하는 제1 보관부로부터 상기 진피 재료를 흡입하는 단계; 상기 진피 프린팅 모듈이 상기 제1 토출부를 복수 개의 축 방향으로 이동시켜 상기 배양 용기에 상기 진피 재료를 토출하는 단계; 표피 프린팅 모듈이 제2 토출부를 이동시켜 상기 테이블에 제공되고 표피 재료를 보관하는 제2 보관부로부터 상기 표피 재료를 흡입하는 단계; 및 상기 표피 프린팅 모듈이 상기 제2 토출부를 복수 개의 축 방향으로 이동시켜 상기 배양 용기에 상기 표피 재료를 토출하는 단계를 포함하는 인공 피부 제조 장치의 제어 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, measuring the temperature of the culture vessel for culturing artificial skin provided on the table; When the temperature of the culture vessel is within a preset temperature range, the dermal printing module suctions the dermal material from the first storage unit provided to the table by moving the first discharge unit and storing the dermal material below a predetermined temperature. ; The dermal printing module discharging the dermal material into the culture vessel by moving the first discharge portion in a plurality of axial directions; A step in which the epidermal printing module moves the second discharge portion and suctions the epidermal material from the second storage portion provided on the table and storing the epidermal material; And a step of discharging the epidermal material into the culture container by moving the second discharge portion in a plurality of axial directions by the epidermal printing module, to provide a control method of an artificial skin manufacturing apparatus.
본 발명의 실시예들에 따른 인공 피부 제조 장치 및 그 제어 방법은 인공 피부 재료를 신속하게 배양 용기에 투입하고, 또한 정확한 양을 투입하여 인공 피부를 제조할 수 있다는 장점이 있다.The artificial skin manufacturing apparatus and the control method according to the embodiments of the present invention have the advantage that artificial skin materials can be rapidly introduced into a culture container, and an accurate amount can be introduced to produce artificial skin.
또한, 전체적으로 균일한 품질을 갖는 인공 피부를 대량으로 생산할 수 있다는 효과가 있다. In addition, there is an effect that it is possible to produce a large amount of artificial skin having a uniform quality as a whole.
또한, 인공 피부의 생산 단가를 낮출 수 있다는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that can lower the production cost of artificial skin.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 피부 제조 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 인공 피부 제조 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 진피 프린팅 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 진피 프린팅 모듈의 측면도이다.
도 5는 도 3의 진피 프린팅 모듈의 저부를 보여주는 부분 사시도이다.
도 6은 도 1의 표피 프린팅 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 표피 프린팅 모듈의 측면도이다.
도 8은 도 1의 보관부의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 1의 세척부의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 1의 배양부를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 피부 제조 장치의 제어 방법을 보여주는 순서도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of an artificial skin manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the artificial skin manufacturing apparatus of FIG. 1.
Figure 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the dermal printing module of Figure 1;
4 is a side view of the dermal printing module of FIG. 3.
Figure 5 is a partial perspective view showing the bottom of the dermal printing module of Figure 3;
6 is a perspective view schematically showing the configuration of the epidermal printing module of FIG. 1.
7 is a side view of the epidermal printing module of FIG. 6.
8 is a perspective view schematically showing the configuration of the storage unit of FIG. 1.
9 is a perspective view schematically showing the configuration of the washing unit of FIG. 1.
10 is a perspective view schematically showing the culture unit of FIG. 1.
11 is a flowchart illustrating a control method of an artificial skin manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known configurations or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 피부 제조 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 인공 피부 제조 장치의 평면도이고, 도 3은 도 1의 진피 프린팅 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3의 진피 프린팅 모듈의 측면도이고, 도 5는 도 3의 진피 프린팅 모듈의 저부를 보여주는 부분 사시도이고, 도 6은 도 1의 표피 프린팅 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 7은 도 6의 표피 프린팅 모듈의 측면도이고, 도 8은 도 1의 보관부의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 1의 세척부의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 1의 배양부를 개략적으로 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of an artificial skin manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the artificial skin manufacturing apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a configuration of the dermal printing module of FIG. It is a schematic perspective view, FIG. 4 is a side view of the dermis printing module of FIG. 3, FIG. 5 is a partial perspective view showing the bottom of the dermis printing module of FIG. 3, and FIG. 6 is a schematic view of the configuration of the epidermal printing module of FIG. 7 is a side view of the epidermal printing module of FIG. 6, FIG. 8 is a perspective view schematically showing the configuration of the storage unit of FIG. 1, and FIG. 9 is a perspective view schematically showing the configuration of the washing unit of FIG. 10 is a perspective view schematically showing the culture unit of FIG. 1.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 피부 제조 장치(10)는 테이블(100)과, 테이블(100) 상에 배치되고 인공 피부 재료로 인공 피부를 배양하는 배양부(700)와, 배양부(700)에 인공 피부의 진피층을 형성하는 진피 재료를 토출하는 진피 프린팅 모듈(200)과, 배양부(700)에 인공 피부의 표피층을 형성하는 표피 재료를 토출하는 표피 프린팅 모듈(300)을 포함할 수 있다.1 to 10, the artificial
본 실시예에서, 인공 피부는 진피층과 표피층이 순차적으로 적층되어 있는 물질로서, 인공 피부로서 기능할 수 있는 물질로 이해될 수 있다. 이와 같은 인공 피부의 제조를 위해 진피층의 배양 과정과 표피층의 배양 과정이 수행될 수 있으며, 본 실시예에서 특별히 언급하지 않더라도 진피층의 형성, 표피층의 형성은 배양 용기에 진피층과 표피층을 토출하는 것뿐만 아니라, 배양 과정을 포함하거나 배양 과정이 수행된 것으로 이해될 수도 있다.In this embodiment, artificial skin is a material in which the dermal layer and the epidermal layer are sequentially stacked, and can be understood as a material capable of functioning as artificial skin. For the manufacture of such artificial skin, the process of culturing the dermal layer and the process of culturing the epidermal layer may be performed, and even if not specifically mentioned in this embodiment, the formation of the dermal layer and the formation of the epidermal layer are only by discharging the dermal layer and the epidermal layer into the culture vessel Alternatively, it may be understood that the culture process is included or that the culture process has been performed.
또한, 본 실시예에서 진피 재료는 인공 피부에 있어서 진피층으로서 기능할 수 있는 영역을 형성하기 위한 물질로서, 일 예로 피부 섬유아 세포와 하이드로겔 용액이 혼합된 후 배양된 것일 수 있다. 이와 같은 진피 재료는 콜라겐 겔(collagen gel) 형태일 수 있으며, 상대적으로 높은 30 내지 60,000,000 cPs 수준의 점도를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예에서 표피 재료는 인공 피부에 있어서 표피층으로 기능할 수 있는 영역을 형성하기 위한 물질로서, 일 예로 각질 형성 세포를 배양한 것일 수 있다. 이때, 표피 재료는 상대적으로 낮은 3 내지 12 cPs 수준의 점도를 가질 수 있다. 진피 재료와 표피 재료는 실시예에 따라 적절한 재료로 교체되거나, 적절한 재료가 추가되어 사용될 수 있다.In addition, in the present embodiment, the dermal material is a material for forming a region capable of functioning as a dermal layer in artificial skin, and for example, it may be cultured after the skin fibroblast and hydrogel solution are mixed. The dermal material may be in the form of a collagen gel, and may have a relatively high viscosity of 30 to 60,000,000 cPs. In addition, in this embodiment, the epidermal material is a material for forming a region capable of functioning as an epidermal layer in artificial skin, and for example, keratinocytes may be cultured. At this time, the skin material may have a relatively low viscosity of 3 to 12 cPs level. The dermal material and the epidermal material may be replaced with an appropriate material depending on the embodiment, or an appropriate material may be added and used.
테이블(100)은 인공 피부 제조 장치(10)를 전체적으로 지지하는 구성으로서, X축 및 Y축 방향으로 연장되는 평면 형태로 제공될 수 있다. 테이블(100)은 각 구성 요소가 설치되어 서로 간섭되지 않고 구동될 수 있도록 기 설정된 면적으로 제공될 수 있다.The table 100 is a configuration that supports the artificial
본 실시예에서는 도 2를 기준으로 좌우 방향을 X축 방향, 상하 방향을 Y축 방향으로 설명하며, Z축 방향은 X축 방향 및 Y축 방향에 수직인 방향으로 설명한다. 또한, 이와 같은 방향 설정은 일 예에 불과하며, 실시예에 따라 각 축 방향이 지시하는 방향은 다르게 설정될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 직교 좌표계를 기준으로 하여 각각의 구성 요소가 구동되는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 각각의 구성 요소는 극 좌표계를 기준으로 하여 구동되는 것일 수 있다.In this embodiment, the left-right direction is described in the X-axis direction and the up-down direction in the Y-axis direction based on FIG. 2, and the Z-axis direction is described in a direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction. In addition, such a direction setting is only an example, and the direction indicated by each axis direction may be set differently according to an embodiment. In addition, in the present embodiment, it is described as an example that each component is driven based on the Cartesian coordinate system, but the spirit of the present invention is not limited to this, and each component may be driven based on the polar coordinate system. have.
테이블(100)에는 인공 피부를 배양할 수 있는 복수 개의 배양 용기(750)가 설치되는 배양부(700)가 제공될 수 있다. 배양부(700)에 설치되는 배양 용기(750)의 개수는 본 발명의 사상을 한정하지 않으며, 본 실시예에서는 총 9개의 배양 용기(750)가 3열로 배치되는 것을 예로 들어 설명하였다.The table 100 may be provided with a
배양부(700)는 복수 개의 배양 용기(750)를 지지할 수 있는 배양부 지지 프레임(710)을 구비할 수 있으며, 본 실시예에서는 하나의 배양부 지지 프레임(710)이 3개의 배양 용기(750)를 지지하는 것을 예로 들어 도시하였다.The
배양부 지지 프레임(710)에는 배양 용기(750)를 수용할 수 있는 배양 용기 수용홈(720)이 복수 개가 제공되며, 배양 용기 수용홈(720)에는 배양 용기(750)의 온도를 조절할 수 있는 배양 용기 온도 조절부(730)가 제공될 수 있다. 배양 용기(750)에는 세포가 포함되어 있는 진피 재료 및 표피 재료가 수용되므로, 배양 용기 온도 조절부(730)는 세포가 손상되거나 사멸되지 않도록 배양 용기(750)의 온도를 섭씨 37도 이하로 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 배양 용기 온도 조절부(730)는 히터일 수 있으며, 단자(732)를 통해 제어부 및 전력 공급원에 연결될 수 있다.The culture
배양 용기 온도 조절부(730)는 배양 용기 수용홈(720)의 저면에 배치되어 외부로 노출되지 않되, 배양 용기(750)를 전체적으로 가열할 수 있도록 배치될 수 있다.The culture vessel
배양 용기(750)는 인공 피부를 배양할 수 있는 복수 개의 웰(well, 752)을 구비할 수 있으며, 본 실시예에서는 3행 2열로 배치되는 웰(752)을 구비하는 것을 예로 들어 도시하였다. 또한, 배양 용기(750)에는 진피층 및 표피층의 배양을 위해 외기를 차단하는 배양 용기 커버(760)가 제공될 수 있다.The
도 10은 배양부 지지 프레임(710)에 배양 용기(750)가 배치되지 않은 상태, 배양 용기(750)만 배치된 상태, 배양 용기 커버(760)가 배양 용기(750)를 덮은 상태를 각각 예시적으로 나타내고 있다.10 illustrates a state in which the
한편, 테이블(100)에는 진피 재료를 보관하는 제1 보관부(400)가 제공될 수 있다. 제1 보관부(400)는 겔 형태의 진피 재료가 경화되지 않도록 기 설정된 온도, 예를 들어 섭씨 4도 이하로 진피 재료를 보관할 수 있다. Meanwhile, the table 100 may be provided with a
구체적으로, 제1 보관부(400)는 테이블(100)에 설치되는 제1 보관부 지지 프레임(410), 제1 보관부 지지 프레임(410)에 설치되고 진피 재료가 저장되는 저장 공간을 제공하는 제1 보관 용기(430)와, 제1 보관 용기(430)의 온도를 기 설정된 온도로 유지하는 제1 온도 조절부(420)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 한 쌍의 제1 보관 용기(430)와 제1 온도 조절부(420)가 제공되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 사상은 제1 보관 용기(430) 및 제1 온도 조절부(420)의 개수에 한정되지 않는다.Specifically, the
제1 보관 용기(430)는 교체 가능하도록 제공될 수 있고, 수용되어 있는 진피 재료가 모두 소진되면 사용자는 제1 보관 용기(430)를 교체하여 인공 피부가 연속적으로 생산되도록 할 수 있다. 이때, 제1 온도 조절부(420)는 제1 보관 용기(430)가 안정적으로 안착되어 고정될 수 있도록 소정 형상의 돌출부를 포함할 수 있고, 제1 보관 용기(430)에는 이에 대응되는 홈이 형성될 수 있다.The
일 예로, 제1 온도 조절부(420)는 냉각 장치일 수 있으며, 내부에 냉각 유로를 구비하거나, 전기적으로 구동되는 냉각 소자를 구비할 수 있다. For example, the
또한, 제1 보관부(400)는 제1 보관 용기(430)의 온도를 감지하는 온도 센서(미도시)를 구비할 수 있으며, 인공 피부 제조 장치(10)의 제어부(미도시)는 제1 보관부(400)의 온도 센서에서 감지된 값을 기초로 제1 온도 조절부(420)를 제어하여 제1 보관 용기(430)의 온도를 기 설정된 범위로 유지할 수 있다.In addition, the
본 실시예에서는 진피 재료가 테이블(100)에 설치된 제1 보관부(400)에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 진피 재료는 카트리지 형태로 진피 프린팅 모듈(200)에 교체 가능하게 제공되거나, 별도의 공급 수단으로부터 소정의 유로를 통해 진피 프린팅 모듈(200)에 제공될 수도 있다. In this embodiment, it has been described as an example that the dermal material is provided to the
또한, 테이블(100)에는 표피 재료를 보관하는 제2 보관부(500)가 제공될 수 있다. 표피 재료는 소형의 개별 용기에 저장된 형태로 제공될 수 있으며, 제2 보관부(500)는 이와 같은 개별 용기를 복수 개 수용할 수 있는 형태로 제공될 수 있다.In addition, the table 100 may be provided with a
표피 재료가 세포를 포함하고 있는 점을 고려하여, 제2 보관부(500) 또한 제1 보관부(400)와 마찬가지로 표피 재료가 기 설정된 온도 범위로 유지될 수 있도록 하는 온도 조절 수단을 구비할 수 있다. 또한, 제2 보관부(500)에 제공되는 개별 용기들 또한 제1 보관 용기(430)와 마찬가지로 교체 가능하도록 제공될 수 있다. 아울러, 제2 보관부(500)도 표피 재료의 온도를 감지하는 온도 센서(미도시)를 구비할 수 있으며, 인공 피부 제조 장치(10)의 제어부는 제2 보관부(500)의 온도 센서에서 감지된 값을 기초로 표피 재료의 온도를 기 설정된 범위로 유지할 수 있다.In consideration of the fact that the epidermal material contains cells, the
본 실시예에서는 표피 재료가 테이블(100)에 설치된 제2 보관부(500)에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표피 재료는 카트리지 형태로 표피 프린팅 모듈(300)에 교체 가능하게 제공되거나, 별도의 공급 수단으로부터 소정의 유로를 통해 표피 프린팅 모듈(300)에 제공될 수도 있다. In this embodiment, it has been described as an example that the skin material is provided to the
한편, 실시예에 따라 제2 보관부(500)에는 표피 재료가 아닌 인공 피부에, 점, 여드름, 주름 등의 피부 특성을 표현할 수 있는 특수한 재료가 수용될 수 있다. 이 경우, 표피 프린팅 모듈(300)은 표피층의 형성이 완료된 후, 또는 표피층의 형성과 동시에 피부 특성을 표현할 수 있는 특수한 재료를 도포할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 이러한 재료는 제2 보관부(500)가 아니라 제1 보관부(400)에 제공되고, 진피 프린팅 모듈(200)에 의해 도포될 수도 있다.Meanwhile, according to an embodiment, the
세척부(600)는 진피 프린팅 모듈(200)에 제공된 제1 토출부(240) 또는 표피 프린팅 모듈(300)에 제공된 제2 토출부(330)를 세척 및 건조할 수 있도록 테이블(100) 상에 배치된다. 세척부(600)는 사용이 완료되거나, 대기 상태로 진입하거나, 다른 재료로 교체되는 경우 등 기 사용되던 제1 토출부(240) 또는 제2 토출부(330)의 세척이 필요한 경우 작동될 수 있으며, 제1 토출부(240) 또는 제2 토출부(330)는 각각 세척부(600)로 이동되어 세척될 수 있다. 구체적으로, 세척부(600)는 세척 용기(620) 및 건조기(630)를 포함할 수 있다. The
세척 용기(620)는 제1 토출부(240) 또는 제2 토출부(330)에서 재료가 토출되는 노즐 부분을 세척할 수 있다. 일 예로, 제1 토출부(240) 또는 제2 토출부(330)는 세척 용기(620)에 제공된 세척액을 반복하여 흡입, 토출하거나, 세척 용기(620)가 세척액에 초음파 등의 외력을 가함으로써 세척될 수 있다. 이때, 세척액으로는 식염수 또는 에탄올이 사용될 수 있으며, 세척 용기(620)의 일측에는 세척액의 교체를 위한 공급 노즐이 제공될 수 있다. 세척 용기(620)에는 세척 용기 커버(622)가 제공되어 세척 과정 중에 세척액이 외부로 유출되어 주변을 오염하는 것을 방지할 수 있다. 세척 용기 커버(622)에는 제1 토출부(240) 또는 제2 토출부(330)의 노즐이 통과할 수 있는 구멍이 형성될 수 있다.The
건조기(630)는 세척 용기(620)에 의한 세척 전, 후에 제1 토출부(240) 또는 제2 토출부(330)에 작용할 수 있으며, 노즐에 남아 있는 재료를 건조시켜 세척이 용이한 상태로 만들거나, 세척액을 건조시켜 노즐을 깨끗하게 할 수 있다. 일 예로, 건조기(630)는 공기 또는 질소를 강하게 분사하거나 흡입하는 방법으로 제1 토출부(240) 또는 제2 토출부(330)의 노즐을 건조시킬 수 있다. 이때, 건조기(630)에는 건조기 커버(632)가 제공되어, 건조 과정 중에 이물질이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 세척 용기 커버(622)와 마찬가지로 건조기 커버(632)에도 제1 토출부(240) 또는 제2 토출부(330)의 노즐이 통과할 수 있는 구멍이 형성될 수 있다. The
한편, 본 실시예에서는 제1 보관부(400)와 제2 보관부(500) 및 세척부(600)가 X축 방향으로 나란하게 배치되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 실시예에 따라 배치 방향, 위치 등은 적절하게 변경될 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, the
진피 프린팅 모듈(200)은 진피 재료를 배양 용기(750)에 제공하는 수단으로서, 진피 재료를 토출하는 제1 토출부(240)와, 제1 토출부(240)를 X축 방향으로 이동시키는 제1 X축 방향 구동부(202)와, 제1 토출부(240)를 Y축 방향으로 이동시키는 제1 Y축 방향 구동부(204)와, 제1 토출부(240)를 Z축 방향으로 이동시키는 제1 Z축 방향 구동부(212), 및 제1 토출부(240)를 지지하고 제1 X축 방향 구동부(202) 또는 제1 Y축 방향 구동부(204) 중 어느 하나에 연결되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 제공되는 제1 메인 블록(210)을 포함할 수 있다. The
본 실시예에서는 테이블(100)에 제공된 구동부 지지 프레임(110)에 제1 X축 방향 구동부(202)가 고정되고, 제1 Y축 방향 구동부(204)가 제1 X축 방향 구동부(202)의 이동 블록에 고정되어 X축 방향으로 이동되며, 제1 메인 블록(210)은 제1 Y축 방향 구동부(204)의 이동 블록에 고정되어 Y축 방향으로 이동되는 것을 예로 들어 도시하였다. 이에 의해 제1 메인 블록(210) 및 제1 토출부(240)의 X축 및 Y축 방향 이동이 구현될 수 있다. 실시예에 따라서는, 구동부 지지 프레임(110)에 제1 Y축 방향 구동부(204)가 고정되고 제1 X축 방향 구동부(202)가 제1 Y축 방향 구동부(204)의 이동 블록에 고정되며, 제1 메인 블록(210)은 제1 X축 방향 구동부(202)의 이동 블록에 고정될 수도 있다.In this embodiment, the first X-axis
여기서, 제1 X축 방향 구동부(202)와 제1 Y축 방향 구동부(204)는 이동 블록을 직선 방향으로 이동시키는 리니어 모터일 수 있으며, 제1 Z축 방향 구동부(212)는 볼 스크류 및 모터로 구성될 수 있다.Here, the first X-axis
제1 메인 블록(210)에는, 제1 토출부(240)가 고정되고 제1 Z축 방향 구동부(212)에 의해 Z축 방향으로 이동 가능한 제1 토출부 고정 블록(220)이 제공될 수 있다. 제1 토출부 고정 블록(220)은 제1 메인 블록(210)의 전면에 배치되되 제1 Z축 방향 구동부(212)의 볼 스크류를 따라 상하 방향으로 이동 가능한 블록일 수 있으며, 제1 토출부(240)를 착탈 가능하게 고정할 수 있는 실린지 착탈부(230)를 포함할 수 있다. 제1 메인 블록(210)에는 제1 토출부 고정 블록(220)의 이동을 가이드하는 가이드 돌기가 형성될 수 있고, 제1 토출부 고정 블록(220)에는 그에 대응되는 홈이 형성되어, 제1 토출부 고정 블록(220)이 안정적으로 Z축 방향으로 이동될 수 있다.In the first
이와 같은 구성에 의해, 제1 토출부(240)는 복수 개의 방향으로 이동하며 배양 용기(750)에 진피 재료를 토출할 수 있다. With this configuration, the
제1 토출부(240)는 복수 개가 나란히 배치될 수 있는데, 본 실시예에서는 3개가 X축 방향으로 나란하게 배치되는 것을 예로 들어 도시하였다. 이때, 제1 토출부(240) 사이의 간격은 배양 용기(750)의 웰(752)의 간격에 대응되며, 3개의 제1 토출부(240)가 3개의 웰(752)에 동시에 진피 재료를 토출하도록 구성된다. 이와 같은 제1 토출부(240) 및 웰(752)의 개수 및 배치는 본 발명의 사상을 제한하지 않는다.A plurality of
진피 재료는 표피 재료보다 상대적으로 높은 점도를 갖고, 본 실시예에서처럼 겔 형태로 제공되는 경우에는 상대적으로 큰 압력을 형성할 수 있는 미세압출(microextrusion) 방식의 토출 장치가 제1 토출부(240)로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 토출부(240)로는 정압펌프, 실린지 등이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 실린지가 사용되는 것을 예로 들어 설명하겠다. 그에 따라, 본 실시예의 설명에서 제1 토출부와 실린지는 서로 대응되는 개념으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 제1 토출부(240)는 실린지로 이해되고, 제1 토출부 고정 블록(220)은 실린지 고정 블록으로 이해될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 토출부를 실린지로 설명한다.The dermal material has a relatively higher viscosity than the epidermal material, and when provided in a gel form as in the present embodiment, a microextrusion type discharge device capable of forming a relatively large pressure is the
실린지 착탈부(230)는 실린지 고정 블록(220)에 실린지(240)를 고정시키는 것으로서, 실린지(240)를 필요에 따라 교체 가능할 수 있도록 제공될 수 있다. 구체적으로, 실린지 착탈부(230)는 실린지 고정 블록(220)에 고정되며 실린지(240)의 일측을 지지하는 제1 실린지 삽입홈(232a)을 구비하는 제1 실린지 지지부(232)와, 제1 실린지 지지부(232)에 선택적으로 고정되고 제1 실린지 삽입홈(232a)에 대응되는 제2 실린지 삽입홈(234a)을 구비하는 제2 실린지 지지부(234)를 포함할 수 있다.The syringe
실린지(240)는 외통(242)과 플런저(244)로 구성될 수 있는데, 제1 실린지 삽입홈(232a)과 제2 실린지 삽입홈(234a)은 외통(242)의 외형에 대응되는 형상으로 형성되되, 실린지(240)가 실린지 착탈부(230)에 삽입되어 있는 상태에서 상하 방향으로 외통(242)이 요동하지 않도록 외통(242)을 지지할 수 있도록 형성될 수 있다.The
제2 실린지 지지부(234)는 제1 실린지 지지부(232)에 힌지부(233)에 의해 회동 가능하게 연결될 수 있으며, 회동에 의해 제1 실린지 삽입홈(232a)을 개방하여 실린지(240)의 교체가 가능하도록 제공될 수 있다. 이때, 힌지부(233)의 반대편에는 제2 실린지 지지부(234)를 제1 실린지 지지부(232)에 선택적으로 구속하는 결착부(235)가 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 결착부(235)는 버클 형태의 클램핑 장치인 것을 예로 들어 도시하였다.The second
한편, 제1 실린지 지지부(232)와 제2 실린지 지지부(234)의 고정 상태에서 실린지(240)가 요동되는 것을 방지하기 위해, 실린지(240)를 가압 고정하는 실린지 가압부(234b)가 제2 실린지 삽입홈(234a)의 내측면에 제공될 수 있다. 일 예로, 실린지 가압부(234b)는 소정의 탄성력을 갖는 탄성 소재일 수 있으며, 제1 실린지 지지부(232)와 제2 실린지 지지부(234)가 결합된 상태에서 탄성 변형되어 실린지(240)를 가압 지지할 수 있다.On the other hand, in order to prevent the
또한, 제2 실린지 지지부(234)에는 사용자가 외부에서 진피 재료의 잔량을 확인할 수 있도록 개구(234c)가 형성될 수 있다.In addition, an
실시예에 따라, 실린지 착탈부(230)의 저부에는 물받이 트레이(미도시)가 제공될 수 있다. 진피 재료가 상온에 비해 상대적인 저온(섭씨 4도)으로 저장되는 바, 실린지(240) 및 실린지 착탈부(230) 주변에는 물방울이 맺힐 수 있는데, 배양 용기(750)에 물방울이 떨어지게 되면, 인공 피부가 오염될 수 있으므로, 물받이 트레이가 실린지 착탈부(230)의 하부에 배치되어 물방울이 배양 용기(750)로 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은 물받이 트레이는 실린지 착탈부(230)의 저부에 대응되는 형상 및 크기로 형성될 수 있으며, 실린지(240)의 노즐(246)이 통과할 수 있는 구멍을 가짐으로써 물방울의 낙하를 효과적으로 방지하도록 구성될 수 있다. 또한, 물받이 트레이는 물을 흡수할 수 있는 스펀지 등의 흡수체를 구비할 수도 있다.According to an embodiment, a drip tray (not shown) may be provided at the bottom of the syringe
플런저(244)는 실린지 착탈부(230)의 상측으로 노출되어 연장되도록 배치되고, 실린지(240)의 노즐(246)은 하측으로 노출되도록 배치될 수 있다. 플런저(244)의 상하 이동에 따라 외통(242)의 내측으로 노즐(246)을 통해 진피 재료가 흡입되거나, 배출될 수 있다.The
실린지 고정 블록(220)에는 플런저(244)를 이동시킬 수 있는 플런저 가압 블록(250) 및 플런저 가압 블록(250)을 이동시키는 플런저 가압 블록 구동부(222)가 제공될 수 있다. 플런저 가압 블록(250)은 실린지(240)의 상측에 배치되되, 실린지 고정 블록(220)에 Z축 방향 이동 가능하게 고정될 수 있다. 플런저 가압 블록(250)의 상하 방향 이동을 위해 실린지 고정 블록(220)에는 가이드 돌기가 제공되고, 플런저 가압 블록(250)에는 그에 대응되는 가이드 홈이 형성될 수 있다.The
플런저 가압 블록(250)은 본 실시예에서와 같이 실린지(240)가 복수 개 제공되는 경우, 복수 개의 플런저(244)를 동시에 이동시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 복수 개의 플런저(244)는 하나의 플런저 가압 블록(250)에 끼워질 수 있다.The
또한, 본 실시예에서, 플런저 가압 블록(250)은 실린지 고정 블록(220)을 관통하여 삽입되고, 실린지 고정 블록(220)에는 플런저 가압 블록(250)의 상하 방향 이동을 허용하는 슬릿이 형성된 것을 예로 들어 도시하였으나 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다.In addition, in this embodiment, the
플런저 가압 블록(250)의 전면에는 플런저(244)를 전방에서 삽입하는 형태로 끼울 수 있는 플런저 삽입홈(252)이 형성된다. 실린지(240)의 교체 시 사용자는 제2 실린지 지지부(234)를 개방한 후 외통(242)은 제1 실린지 삽입홈(232a)에 삽입하고, 동시에 플런저(244)는 플런저 삽입홈(252)에 삽입하는 방법으로 새로운 실린지(240)를 실린지 착탈부(230) 및 플런저 가압 블록(250)에 고정시킬 수 있다. 사용자는 이후 제2 실린지 지지부(234)를 덮고, 결착부(235)를 이용하여 제1 실린지 지지부(232)와 제2 실린지 지지부(234)를 결착함으로써 실린지(240)를 실린지 고정 블록(220)에 고정시킬 수 있다.On the front surface of the
플런저 가압 블록 구동부(222)는 실린지 고정 블록(220)의 상측에 제공되어, 플런저 가압 블록(250)을 상하 방향 이동시킬 수 있으며, 이에 의해 실린지 고정 블록(220)과 플런저 가압 블록(250)의 상대 운동이 가능해진다. 즉, 외통(242)이 고정된 상태에서 플런저(244)가 Z축 방향으로 이동이 가능해지는 바, 진피 재료의 흡입 및 배출이 가능해진다. 본 실시예에서 플런저 가압 블록 구동부(222)는 제1 Z축 방향 구동부(212)와 마찬가지로 볼 스크류와 모터를 구비하는 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다.The plunger pressurizing
한편, 실린지 고정 블록(220)에는 실린지(240)를 통한 진피 재료의 토출 상태를 측정하기 위한 제1 촬영부(260)가 제공될 수 있다. 제1 촬영부(260)는 실린지(240)의 개수 및 위치에 대응되는 개수 및 위치로 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 촬영부(260)는 Z축 하방을 촬영할 수 있도록 설치되는 카메라일 수 있다. 즉, 제1 촬영부(260)는 Z축 방향으로 길게 연장될 수 있으며, 렌즈가 그 하단부에 제공되는 카메라일 수 있다. 제1 촬영부(260)와 실린지(240)가 동일한 방향으로 길게 연장되는 형태를 가짐으로서, 진피 프린팅 모듈(200)의 전체적인 부피를 줄일 수 있다. Meanwhile, the
그리고 제1 촬영부(260)의 하측에는 제1 촬영부(260)의 촬영 방향을 전환시키는 제1 반사부(270)가 제공된다. 제1 반사부(270)는 거울 등의 광 반사 수단을 구비하여, 제1 촬영부(260)에 의한 촬영 방향이 실린지(240)에 의한 진피 재료의 토출 위치가 될 수 있도록 한다. 이와 같은 구성에 의해, 제1 촬영부(260)가 실린지(240)와 동일한 방향으로 연장됨에도 제1 촬영부(260)가 정확하게 진피 재료의 토출 위치를 관찰할 수 있다.In addition, a
여기서, 제1 촬영부(260)와 제1 반사부(270)는 모두 실린지 고정 블록(220)에 고정 설치되어, 실린지 고정 블록(220)과 함께 상하 방향으로 이동될 수 있다. 구체적으로 실린지 고정 블록(220)의 하부에는 제1 촬영부(260)가 고정 설치되는 제1 촬영부 고정부(226)와, 제1 반사부(270)가 고정 설치되는 제1 반사부 고정부(228)가 제공될 수 있다. 이에 의해, 제1 촬영부(260)와 제1 반사부(270)가 실린지(240)와 함께 상하 방향으로 이동될 수 있으므로 제1 촬영부(260)가 항상 정확한 토출 위치를 촬영할 수 있다. 이때, 제1 반사부(270)는 필요에 따라 제1 촬영부(260)가 촬영하는 위치를 조절할 수 있도록 제1 반사부 고정부(228)에 회동 가능하게 설치될 수 있다.Here, the first photographing
한편, 표피 프린팅 모듈(300)은 표피 재료를 배양 용기(750)에 제공하는 수단으로서, 표피 재료를 토출하는 제2 토출부(330)와, 제2 토출부(330)를 X축 방향으로 이동시키는 제2 X축 방향 구동부(302)와, 제2 토출부(330)를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 Y축 방향 구동부(304)와, 제2 토출부(330)를 Z축 방향으로 이동시키는 제2 Z축 방향 구동부(312), 및 제2 토출부(330)를 지지하고 제2 X축 방향 구동부(302) 또는 제2 Y축 방향 구동부(304) 중 어느 하나에 연결되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 제공되는 제2 메인 블록(310)을 포함할 수 있다.On the other hand, the
본 실시예에서는 테이블(100)에 제공된 구동부 지지 프레임(110)에 제2 X축 방향 구동부(302)가 고정되고, 제2 Y축 방향 구동부(304)가 제2 X축 방향 구동부(302)의 이동 블록에 고정되어 X축 방향으로 이동되며, 제2 메인 블록(310)은 제2 Y축 방향 구동부(304)의 이동 블록에 고정되어 Y축 방향으로 이동되는 것을 예로 들어 도시하였다. 이에 의해 제2 메인 블록(310) 및 제2 토출부(330)의 X축 및 Y축 방향 이동이 구현될 수 있다. 실시예에 따라서는, 구동부 지지 프레임(110)에 제2 Y축 방향 구동부(304)가 고정되고 제2 X축 방향 구동부(302)가 제2 Y축 방향 구동부(304)의 이동 블록에 고정되며, 제2 메인 블록(310)은 제1 X축 방향 구동부(202)의 이동 블록에 고정될 수도 있다.In this embodiment, the second X-axis
여기서, 제2 X축 방향 구동부(302)와 제2 Y축 방향 구동부(304)는 이동 블록을 직선 방향으로 이동시키는 리니어 모터일 수 있으며, 제2 Z축 방향 구동부(312)는 볼 스크류 및 모터로 구성될 수 있다.Here, the second X-axis
제2 메인 블록(310)에는 제2 토출부(330)가 고정되고, 제2 Z축 방향 구동부(312)에 의해 Z축 방향으로 이동 가능한 제2 토출부 고정 블록(320)이 제공될 수 있다. 제2 토출부 고정 블록(320)은 제2 메인 블록(310)의 전면에 배치되되 제2 Z축 방향 구동부(312)의 볼 스크류를 따라 상하 방향으로 이동 가능한 블록일 수 있다. 제2 메인 블록(310)에는 제2 토출부 고정 블록(320)의 이동을 가이드하는 가이드 돌기가 형성될 수 있고, 제2 토출부 고정 블록(320)에는 그에 대응되는 홈이 형성되어, 제2 토출부 고정 블록(320)이 안정적으로 Z축 방향으로 이동될 수 있다.A
이와 같은 구성에 의해 제2 토출부(330)는 복수 개의 방향으로 이동하며 배양 용기(750)에 표피 재료를 토출할 수 있다.With this configuration, the
제2 토출부(330)는 복수 개가 나란히 배치될 수 있는데, 본 실시예에서는 3개가 X축 방향으로 나란하게 배치되는 것을 예로 들어 도시하였다. 이때, 제2 토출부(330) 사이의 간격은 배양 용기(750)의 웰(752)의 간격에 대응되며, 3개의 제2 토출부(330)가 3개의 웰(752)에 동시에 진피 재료를 토출하도록 구성된다. 이와 같은 제2 토출부(330)의 개수 및 배치는 본 발명의 사상을 제한하지 않는다.A plurality of
표피 재료는 진피 재료보다 상대적으로 낮은 점도를 가지므로, 잉크젯(inkjet) 방식의 토출 장치가 제2 토출부(330)로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 토출부(330)로는 열, 압전 효과, 초음파 등을 이용한 밸브 장치와 외부에서 제공되는 압력에 의해 유체를 흡입 및 토출할 수 있는 마이크로 밸브 유닛이 사용될 수 있다. 이를 위해, 테이블(100)에는 펌프(380)가 제공될 수 있다. 펌프(380)는 테이블(100) 상에 제공된 펌프 지지 프레임(120)에 설치될 수 있으며, 각각의 제2 토출부(330)의 독립적인 제어를 위해, 제2 토출부(330)의 개수에 대응되는 개수로 마련되어 각각의 제2 토출부(330)에 연결될 수 있다. 이에 의해 서로 다른 특성, 구체적으로는 서로 다른 표피층 특성을 갖는 인공 피부를 동시에 생성할 수 있다. 본 실시예에서 마이크로 밸브 유닛과 제2 토출부는 서로 대응되는 개념으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 제2 토출부(330)는 마이크로 밸브 유닛으로 이해되고, 제2 토출부 고정 블록(320)은 마이크로 밸브 유닛 고정 블록으로 이해될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제2 토출부를 마이크로 밸브 유닛으로 설명한다.Since the skin material has a relatively lower viscosity than the dermal material, an inkjet-type ejection device may be used as the
본 실시예에서는 펌프(380)가 마이크로 밸브 유닛(330)과 독립적으로 배치되고 이동되지 않게 고정 설치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 실시예에 따라서는 펌프(380)가 제2 메인 블록(310) 또는 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에 제공될 수도 있다. In this embodiment, the
마이크로 밸브 유닛(330)은 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에 고정되어 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)과 함께 Z축 방향으로 이동 가능하게 제공되며, 표피 재료를 흡입 토출하는 노즐(332)과, 제어부의 제어에 의해 유로를 개폐하는 마이크로 밸브(334)와, 펌프(380)에 연결되어 표피 재료를 흡입 및 토출하기 위한 압력을 제공받는 펌프 연결부(336)를 포함할 수 있다.The
한편, 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에는 마이크로 밸브 유닛(330)을 통한 표피 재료의 토출 상태를 측정하기 위한 제2 촬영부(360)가 제공될 수 있다. 제2 촬영부(360)는 마이크로 밸브 유닛(330)의 개수 및 위치에 맞게 제공되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 촬영부(360)는 제2 메인 블록(310)에 테이블(100)과 수평 방향으로 설치되는 카메라일 수 있다. 즉, 제2 촬영부(360)는 마이크로 밸브 유닛(330)의 연장 방향과 수직으로 배치될 수 있다. 제2 메인 블록(310)의 하측에는 제2 촬영부(360)를 테이블(100)과 수평 방향으로 고정 설치하기 위한 제2 촬영부 고정부(314)가 제공될 수 있다.Meanwhile, the micro valve
제2 메인 블록(310)의 경우 마이크로 밸브 유닛(330)을 채택하여 제1 메인 블록(210)에 비해 상대적으로 구비하는 구성요소의 크기 및 부피가 작으므로, 제2 촬영부(360)를 제2 메인 블록(310)의 저부에 적층하여 배치하더라도 전체적인 부피 증가에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.In the case of the second
또한, 제2 촬영부(360)는 제2 메인 블록(310)에 고정 설치되고, 마이크로 밸브 유닛(330)은 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에 고정 설치되는 바, 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)의 Z축 방향 위치 이동에 따라 제2 촬영부(360)와 마이크로 밸브 유닛(330)의 토출 위치, 구체적으로는 노즐(332)의 상대 위치가 변경된다. 제2 촬영부(360)가 표피 재료가 토출되는 정확한 모습을 촬영하기 위해, 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에는 제2 촬영부(360)의 촬영 방향을 전환시키는 제2 반사부(370)가 제공될 수 있다. 구체적으로, 제2 반사부(370)는 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에 고정되어 마이크로 밸브 유닛(330)과 함께 Z축 방향으로 이동되고, 마이크로 밸브 유닛(330)의 토출 위치에서 제2 촬영부(360)가 마이크로 밸브 유닛(330)으로부터 토출되는 표피 재료가 배양 용기(750)에 수용되는 모습을 촬영할 수 있도록 제2 촬영부(360)에 입사되는 빛의 각도를 전환시키는 거울 등의 반사 수단을 구비할 수 있다.In addition, the second photographing
이를 위해, 제2 반사부(370)는 마이크로 밸브 유닛(330)과 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)의 사이에 배치될 수 있으며, 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에는 카메라의 촬영 경로가 간섭되지 않도록 슬릿(326)이 마이크로 밸브 유닛(330) 및 제2 촬영부(360)의 위치에 대응되도록 배치될 수 있다. 즉, 전방에서 보았을 때, 마이크로 밸브 유닛(330), 제2 반사부(370), 슬릿(326), 제2 촬영부(360)는 순차적으로 일 열로 정렬되어 배치될 수 있다.To this end, the
한편, 인공 피부 제조 장치(10)는 배양 용기(750)의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서(350)를 더 포함할 수 있다. 인공 피부 제조 장치(10)의 제어부는 온도 센서(350)의 감지 결과에 따라 배양 용기 온도 조절부(730)를 제어하여 배양 용기(750)의 온도를 조절할 수 있다. 본 실시예에서 온도 센서(350)는 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에 고정되어 마이크로 밸브 유닛(330)과 함께 X축 방향, Y축 방향, 및 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 구체적으로, 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)의 일 지점에는 온도 센서(350)를 마이크로 밸브 유닛(330)의 전방에 위치시킬 수 있도록 절곡 형성된 온도 센서 연결 브라켓(322)가 고정될 수 있고, 온도 센서(350)는 온도 센서 연결 브라켓(322)에 고정될 수 있다.Meanwhile, the artificial
이에 의해, 인공 피부 제조 장치(10)의 제어부는 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)를 이동시킴으로써 온도 센서(350)가 각각의 배양 용기(750)의 온도를 측정하도록 할 수 있다. 이 경우, 하나의 센서로 복수 개의 배양 용기(750)의 온도를 모두 측정할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, the control unit of the artificial
실시예에 따라, 온도 센서(350)는 실린지 고정 블록(220)에 제공될 수도 있다. 즉, 온도 센서(350)는 실린지(240) 또는 마이크로 밸브 유닛(330)에 인접하게 배치되어 실린지(240) 또는 마이크로 밸브 유닛(330)과 함께 이동할 수 있고, 이에 의해 하나의 센서로 복수 개의 배양 용기(750)의 온도 정보를 모두 수집하도록 제공될 수 있다.Depending on the embodiment, the
또한, 온도 센서(350)는 필요에 따라 각각의 배양 용기 수용홈(720)에 배치되어 각각의 배양 용기 수용홈(720) 및 배양 용기(750)의 온도를 수집할 수도 있다.In addition, the
한편, 테이블(100) 및 그 상측에 제공되는 상술한 구성요소들은 하우징(미도시)에 의해 둘러싸여 밀폐될 수 있다. 하우징에는 내부의 구성요소들 및 배양부(700)에 접근할 수 있도록 하는 도어가 제공될 수 있으며, 인공 피부 배양 과정 중에 하우징은 밀폐 상태를 유지할 수 있다. 이때, 하우징에는 인공 피부의 오염을 막고, 인공 피부의 배양시간을 단축시키기 위한, 필터, 광원 등이 제공될 수 있다. 예를 들어, 하우징의 천장면에는 HEPA 필터, UV 램프 등이 설치될 수 있다. On the other hand, the above-mentioned components provided on the table 100 and its upper side may be sealed by being surrounded by a housing (not shown). The housing may be provided with a door to allow access to the internal components and the
아울러, 인공 피부 제조 장치(10)는 사용자로부터 소정의 명령 및 데이터를 입력 받을 수 있고, 사용자에게 소정의 정보를 제공할 수 있는 사용자 인터페이스(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어 사용자 인터페이스는 키보드, 마우스, 터치스크린, 디스플레이장치, 스피커, 램프 등을 포함할 수 있다. 상술한 제1 촬영부(260), 온도 센서(350), 제2 촬영부(360) 등에서 수집한 정보나, 각각의 구성요소의 제어 상태 등이 사용자 인터페이스를 통해 외부의 사용자에게 제공될 수 있으며, 사용자는 사용자 인터페이스를 통해 장치의 정상 구동을 모니터링할 수 있다.In addition, the artificial
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 피부 제조 장치(10)의 작용 및 효과에 대해 도면을 참조하여 설명하겠다.Hereinafter, the operation and effects of the artificial
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 피부 제조 장치의 제어 방법을 보여주는 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a control method of an artificial skin manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 인공 피부 제조 장치(10)는 진피 프린팅 모듈(200)을 이용해 배양부(700)에 제공된 배양 용기(750)에 진피층을 형성하고, 진피층이 형성된 배양 용기(750)에 표피 프린팅 모듈(300)을 이용해 표피층을 형성함으로써 인공 피부를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 11, the artificial
구체적으로, 진피 재료가 수용된 제1 보관부(400) 및 표피 재료가 수용된 제2 보관부(500)가 테이블(100)에 셋팅될 수 있다. 이때, 진피 재료를 담고 있는 제1 보관 용기(430)는 진피 재료의 경화를 막기 위해 제1 온도 조절부(420)에 의해 섭씨 4도 이하의 온도로 유지될 수 있다.Specifically, the
제어부는 진피층의 형성에 앞서, 배양부(700)에 제공된 복수 개의 배양 용기(750)들의 온도를 측정할 수 있다(S100). 배양 용기(750)는 세포가 잘 활성됨과 동시에 손상되지 않고, 진피층의 경화가 촉진될 수 있도록 적절한 온도 범위를 유지하는 것 필요하며, 일 예로 제어부는 배양 용기 온도 조절부(730)를 제어하여 배양 용기(750)를 섭씨 37도 이하의 온도로 유지할 수 있다. 이때, 배양 용기(750)의 온도가 낮아지면 진피층의 경화가 지연될 수 있으므로, 배양 용기 온도 조절부(730)는 배양 용기(750)를 섭씨 30도 이상의 온도로 유지할 수 있다.The control unit may measure the temperature of a plurality of
한편, 제어부는 진피층이 형성된 이후에도 배양 용기(750)를 상기의 온도 범위로 지속적으로 유지할 수 있다. 이에 의해 표피 재료에 포함되어 있는 세포도 안정적으로 활성화되며 경화될 수 있다.Meanwhile, the control unit may continuously maintain the
이와 같은 온도의 측정은, 표피 프린팅 모듈(300)에 제공된 온도 센서(350)에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 온도 센서(350)는 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에 고정되어 있으므로, 제2 X축 방향 구동부(302), 제2 Y축 방향 구동부(304), 및 제2 Z축 방향 구동부(312)의 작용에 의해 X축 방향, Y축 방향, 및 Z축 방향으로 이동될 수 있으며, 위치를 변경해가며, 각각의 배양 용기(750)의 상측에서 비 접촉식으로 배양 용기(750)의 온도를 측정할 수 있다.The measurement of the temperature may be performed by the
제어부는 온도 센서(350)에서 측정된 결과가 기 설정되어 있는 온도 범위를 벗어나는 경우(S200), 해당 배양 용기(750)에 대응되는 배양 용기 온도 조절부(730)를 제어하여 배양 용기(750)의 온도를 조절할 수 있다(S210). 예를 들어, 제어부는 배양 용기(750)의 온도가 기 설정된 범위보다 낮은 경우에는 히터를 구동할 수 있으며, 기 설정된 범위보다 높은 경우에는 히터의 구동을 정지시켜 배양 용기(750)가 주변 대기에 의해 냉각되도록 할 수 있다.When the result measured by the
배양 용기(750)의 온도가 기 설정되어 있는 온도 범위를 만족하면, 제어부는 제1 X축 방향 구동부(202), 제1 Y축 방향 구동부(204), 제1 Z축 방향 구동부(212)를 제어하여 진피 프린팅 모듈(200)의 실린지(240)를 제1 보관부(400)의 상측으로 이동시켜, 제1 보관부(400)로부터 진피 재료를 흡입시킨다(S300). 구체적으로, 실린지(240)가 제1 보관부(400)의 상측에 배치되면, 제어부는 제1 Z축 방향 구동부(212)를 구동하여 실린지 고정 블록(220) 및 실린지(240)를 Z축 하방으로 이동시킨다. 제어부는 실린지(240)의 노즐이 제1 보관 용기(430)의 저장 공간에 수용된 진피 재료를 흡입할 수 있는 기 설정된 위치까지 실린지(240)를 이동시킬 수 있으며, 실린지(240)가 기 설정된 위치에 도달하면, 플런저 가압 블록 구동부(222)를 제어하여 플런저 가압 블록(250)을 Z축 상방으로 이동시킨다. 이에 의해, 플런저(244)가 상방으로 당겨지게 되고, 외통(242)의 내부에는 음압이 형성되어 진피 재료가 외통(242)의 내측 공간으로 흡입된다. 제어부는 실린지(240)가 기 설정된 용량만큼 진피 재료를 수용할 수 있도록 플런저 가압 블록(250)을 이동시킨 후 정지시킬 수 있다.When the temperature of the
이후, 제어부는 제1 X축 방향 구동부(202), 제1 Y축 방향 구동부(204), 제1 Z축 방향 구동부(212)를 제어하여 실린지(240)를 각각의 배양 용기(750) 상측으로 이동시키면서 진피 재료를 토출시킨다(S400). 구체적으로, 제어부는 진피 재료의 흡입이 완료되면, 제1 Z축 방향 구동부(212)를 제어하여 실린지(240)가 다른 구성요소에 간섭되지 않고 이동될 수 있도록 실린지 고정 블록(220) 및 실린지(240)를 Z축 상방으로 이동시킨다. 그리고 제어부는 제1 X축 방향 구동부(202) 및 제1 Y축 방향 구동부(204)를 제어하여 실린지(240)를 기 설정된 배양 용기(750)의 상측으로 이동시킨다. 제어부는 제1 Z축 방향 구동부(212)를 제어하여 실린지(240)를 Z축 하방으로 이동시킬 수 있으며, 이동 후 실린지(240)의 높이는 실린지(240)의 노즐이 웰(752)의 내측에 진피 재료를 안정적으로 토출할 수 있도록 설정될 수 있다.Subsequently, the control unit controls the first X-axis
실린지(240)의 Z축 방향 이동이 완료되면, 제어부는 플런저 가압 블록 구동부(222)를 제어하여 플런저 가압 블록(250)을 Z축 하방으로 기 설정된 변위만큼 이동시킨다. 이에 의해 플런저(244)는 외통(242)의 내측에 흡입되어 있던 진피 재료를 밀어내게 되고, 진피 재료는 실린지(240)의 노즐을 통해 웰(752)의 내측으로 토출될 수 있다.When the movement of the
기 설정된 양의 진피 재료가 토출 완료되면, 제어부는 플런저 가압 블록(250)의 하방 이동을 멈추고, 제1 Z축 방향 구동부(212)를 제어하여 실린지 고정 블록(220) 및 실린지(240)를 상방으로 이동시키고, 그 다음 설정된 배양 용기(750)에 진피 재료를 토출할 수 있도록 제1 X축 방향 구동부(202) 및 제1 Y축 방향 구동부(204)를 제어할 수 있다.When the predetermined amount of dermal material is discharged, the control unit stops the downward movement of the
제어부는 상기와 같은 과정을 반복하여 복수 개의 배양 용기(750)에 진피 재료를 토출할 수 있다.The control unit may repeat the above process to discharge the dermal material to the plurality of
한편, 실린지(240)의 이동과 함께, 실린지 고정 블록(220)에 고정되어 있는 제1 촬영부(260) 및 제1 반사부(270)도 함께 이동될 수 있다. 이에 의해, 제1 촬영부(260)는 항상 정확하게 실린지(240)의 토출 상태를 촬영할 수 있으며, 제1 촬영부(260)에 의해 수집된 정보는 제어부로 전달되어 사용자 인터페이스에 출력되거나, 소정의 제어 동작에 활용될 수 있다.Meanwhile, along with the movement of the
배양 용기(750)에 진피 재료의 토출이 완료되면, 진피 재료는 배양 용기(750) 내에서 소정의 시간 동안 배양될 수 있다(S500). 진피층의 배양 시간은 수 초 내지 수 시간으로 설정될 수 있으며, 이와 같은 배양 과정 중에 실린지(240)는 소정의 대기 위치에 위치될 수 있다. 실시예에 따라, 배양 과정 중 실린지(240)는 세척부(600)로 이동되어, 세척 및 건조될 수도 있다.When the discharge of the dermal material to the
진피층이 배양되는 동안 배양 용기(750)의 온도는 배양 용기 온도 조절부(730)에 의해 기 설정된 온도 범위로 유지될 수 있으며, 이를 위해 제어부는 온도 센서(350)를 기 설정된 시간 간격으로 이동시켜 배양 용기(750)의 온도를 측정하고, 상술한 S100 내지 S210 단계를 반복적으로 수행할 수 있다.While the dermal layer is cultured, the temperature of the
이때, 배양 용기(750)에는 배양 용기 커버(760)가 제공되어 외부의 이물에 의한 오염 가능성을 최대한 낮춘 상태에서 진피층의 배양이 이뤄지도록 할 수 있다.At this time, the
목표로 설정된 진피층의 배양이 완료되면, 제어부는 제2 X축 방향 구동부(302), 제2 Y축 방향 구동부(304), 제2 Z축 방향 구동부(312)를 제어하여 표피 프린팅 모듈(300)의 마이크로 밸브 유닛(330)을 제2 보관부(500)의 상측으로 이동시켜 제2 보관부(500)로부터 표피 재료를 흡입시킨다(S600). 구체적으로, 제2 X축 방향 구동부(302) 및 제2 Y축 방향 구동부(304)의 제어에 의해 마이크로 밸브 유닛(330)이 제2 보관부(500)의 상측에 배치되면, 제어부는 제2 Z축 방향 구동부(312)를 구동하여 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320) 및 마이크로 밸브 유닛(330)을 Z축 하방으로 이동시킨다. 제어부는 마이크로 밸브 유닛(330)의 노즐이 제2 보관부(500)의 저장 공간 또는 저장 용기에 수용된 표피 재료를 흡입할 수 있는 기 설정된 위치까지 마이크로 밸브 유닛(330)을 이동시킬 수 있으며, 마이크로 밸브 유닛(330)이 기 설정된 위치에 도달하면 펌프(380) 및 마이크로 밸브(334)를 제어하여 표피 재료를 흡입할 수 있다. When the targeted dermal layer is cultured, the control unit controls the second X-axis
설정된 표피 재료의 흡입이 완료되면, 제어부는 제2 X축 방향 구동부(302), 제2 Y축 방향 구동부(304), 제2 Z축 방향 구동부(312)를 제어하여 마이크로 밸브 유닛(330)을 각각의 배양 용기(750)의 상측으로 이동시키며 표피 재료를 토출시킨다(S700). 구체적으로, 제어부는 표피 재료의 흡입이 완료되면, 제2 Z축 방향 구동부(312)를 제어하여 마이크로 밸브 유닛(330)이 다른 구성요소에 간섭되지 않고 이동될 수 있도록 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320) 및 마이크로 밸브 유닛(330)을 Z축 상방으로 이동시킨다. 그리고 제어부는 제2 X축 방향 구동부(302) 및 제2 Y축 방향 구동부(304)를 제어하여 마이크로 밸브 유닛(330)을 기 설정된 배양 용기(750)의 상측으로 이동시킨다. 제어부는 제2 Z축 방향 구동부(312)를 제어하여 마이크로 밸브 유닛(330)을 Z축 하방으로 이동시킬 수 있으며, 이동 후 마이크로 밸브 유닛(330)의 높이는 마이크로 밸브 유닛(330)의 노즐이 웰(752)의 내측에 진피 재료를 안정적으로 토출할 수 있도록 설정될 수 있다.When suction of the set skin material is completed, the control unit controls the second X-axis
마이크로 밸브 유닛(330)의 Z축 방향 이동이 완료되면, 제어부는 펌프(380) 및 마이크로 밸브(334)를 제어하여 흡입된 표피 재료를 토출할 수 있다. 기 설정된 양의 표피 재료가 토출 완료되면, 제어부는 펌프(380)를 통한 양압 제공 및 마이크로 밸브(334)의 제어를 통한 유로 개방을 종료하고, 제2 Z축 방향 구동부(312)를 제어하여 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320) 및 마이크로 밸브 유닛(330)을 상방으로 이동시킨 후, 그 다음 설정된 배양 용기(750)에 표피 재료를 토출할 수 있도록 제2 X축 방향 구동부(302) 및 제2 Y축 방향 구동부(304)를 제어할 수 있다.When the movement of the
제어부는 상기와 같은 과정을 반복하여 복수 개의 배양 용기(750)에 표피 재료를 토출할 수 있다.The control unit may repeat the above process to discharge the epidermal material to the plurality of
한편, 마이크로 밸브 유닛(330)의 이동 시 제2 촬영부(360)는 제2 메인 블록(310)에 고정되어 있고, 제2 반사부(370)는 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에 고정되어 마이크로 밸브 유닛(330)과 함께 이동될 수 있다. 또한, 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에는 슬릿(326)이 형성되어 마이크로 밸브 유닛(330)이 토출 위치에 위치되었을 때 제2 반사부(370)가 제2 촬영부(360)의 촬영 경로 상에 위치되어 항상 정확하게 마이크로 밸브 유닛(330)의 토출 상태를 촬영하게 할 수 있다. 제2 촬영부(360)에 의해 수집된 정보는 제어부로 전달되어 사용자 인터페이스에 출력되거나, 소정의 제어 동작에 활용될 수 있다.Meanwhile, when the
배양 용기(750)에 표피 재료의 토출이 완료되면, 표피 재료는 배양 용기(750) 내에서 소정의 시간 동안 배양될 수 있다(S800). 표피층의 배양 시간은 수초 내지 수 시간으로 설정될 수 있으며, 이와 같은 배양 과정 중 마이크로 밸브 유닛(330)은 소정의 대기 위치에 위치될 수 있다. 실시예에 따라, 배양 과정 중 마이크로 밸브 유닛(330)은 세척부(600)로 이동되어, 세척 및 건조될 수도 있다.When the discharge of the epidermal material to the
표피층이 배양되는 동안 배양 용기(750)의 온도는 배양 용기 온도 조절부(730)에 의해 기 설정된 온도 범위로 유지될 수 있으며, 이를 위해 제어부는 온도 센서(350)를 기 설정된 시간 간격으로 이동시켜 배양 용기(750)의 온도를 측정하고, 상술한 S100 내지 S210 단계를 반복적으로 수행할 수 있다.While the epidermal layer is cultured, the temperature of the
이때, 배양 용기(750)에는 배양 용기 커버(760)가 제공되어 외부의 이물에 의한 오염 가능성을 최대한 낮춘 상태에서 표피층의 배양이 이뤄지도록 할 수 있다.At this time, the
한편, 실시예에 따라 제1 보관부(400) 또는 제2 보관부(500)에는 인공 피부에 피부 특성을 표현하기 위한 특수 재료가 제공될 수도 있고, 진피 프린팅 모듈(200), 표피 프린팅 모듈(300)은 진피층 또는 표피층의 배양 완료 또는 배양 중 또는 도포와 함께 동시에 이와 같은 특수 재료를 흡입하여 토출할 수 있도록 제어될 수 있다. 아울러, 이와 같은 특수 재료의 도포 과정도 제1 촬영부(260) 및 제2 촬영부(360)에 의해 관찰될 수 있다. On the other hand, depending on the embodiment, the
이에 의해, 각각의 배양 용기(750)에 정확하게 기 설정된 일정된 양의 진피 재료 및 표피 재료가 실질적으로 동일한 퀄리티로 토출될 수 있으며, 이에 의해 실질적으로 동일한 특성의 진피층 및 표피층을 갖는 인공 피부가 형성될 수 있다. Thereby, a predetermined amount of the dermal material and the epidermal material that are accurately set in each
또한, 하나의 실린지 고정 블록(220) 및 마이크로 밸브 유닛 고정 블록(320)에 복수 개의 실린지(240) 및 마이크로 밸브 유닛(330)이 제공되고, 이에 대응되도록 배양 용기(750)의 웰(752)이 배열되어 있으므로, 1번의 토출 동작에 의해 복수 개의 인공 피부의 진피층과 표피층을 형성할 수 있는 바, 전체적인 인공 피부의 생산 속도를 향상시킬 수 있다.In addition, a plurality of
이에 의해, 인공 피부의 균일한 품질 및 낮은 생산 단가를 달성할 수 있다.Thereby, uniform quality and low production cost of artificial skin can be achieved.
이상 본 발명의 실시예에 따른 인공 피부 제조 장치 및 그 제어 방법을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.The artificial skin manufacturing apparatus and its control method according to an embodiment of the present invention have been described above as specific embodiments, but this is only an example, and the present invention is not limited thereto, and the widest range according to the basic idea disclosed herein It should be interpreted as having. Those skilled in the art may combine and replace the disclosed embodiments to implement patterns in a shape that is not timely, but this is also within the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on the present specification, and it is obvious that such changes or modifications fall within the scope of the present invention.
10: 인공 피부 제조 장치
100: 테이블
110: 구동부 지지 프레임
120: 펌프 지지 프레임
200: 진피 프린팅 모듈
202: 제1 X축 방향 구동부
204: 제1 Y축 방향 구동부
210: 제1 메인 블록
212: 제1 Z축 방향 구동부
220: 실린지 고정 블록
222: 플런저 가압 블록 구동부
226: 제1 촬영부 고정부
228: 제1 반사부 고정부
230: 실린지 착탈부
232: 제1 실린지 지지부
233: 힌지부
234: 제2 실린지 지지부
235: 결착부
240: 실린지
242: 외통
244: 플런저
250: 플런저 가압 블록
252: 플런저 삽입홈
260: 제1 촬영부
270: 제1 반사부
300: 표피 프린팅 모듈
302: 제2 X축 방향 구동부
304: 제2 Y축 방향 구동부
310: 제2 메인 블록
312: 제2 Z축 방향 구동부
314: 제2 촬영부 고정부
320: 마이크로 밸브 유닛 고정 블록
330: 마이크로 밸브 유닛
332: 노즐
334: 마이크로 밸브
336: 펌프 연결부
350: 온도 센서
360: 제2 촬영부
370: 제2 반사부
380: 펌프
400: 제1 보관부
410: 제1 보관부 지지 프레임
420: 제1 온도 조절부
430: 제1 보관 용기
500: 제2 보관부
600: 세척부
610: 세척부 지지 프레임
620: 세척 용기
622: 세척 용기 커버
630: 건조기
632: 건조기 커버
700: 배양부
710: 배양부 지지 프레임
720: 배양 용기 수용홈
730: 배양 용기 온도 조절부
732: 단자
750: 배양 용기
752: 웰
760: 배양 용기 커버
10: artificial skin manufacturing apparatus 100: table
110: drive unit support frame 120: pump support frame
200: dermal printing module 202: first X-axis driving unit
204: first Y-axis driving unit 210: first main block
212: first Z-axis direction driving unit 220: syringe fixing block
222: plunger pressurizing block driving unit 226: first photographing unit fixing unit
228: first reflecting part fixing part 230: syringe attachment and detachment part
232: first syringe support portion 233: hinge portion
234: second syringe support 235: binding portion
240: syringe 242: single cylinder
244: plunger 250: plunger pressure block
252: plunger insertion groove 260: first filming unit
270: first reflecting portion 300: skin printing module
302: 2nd X-axis drive part 304: 2nd Y-axis drive part
310: second main block 312: second Z-axis direction driving unit
314: second imaging unit fixing unit 320: micro valve unit fixing block
330: micro valve unit 332: nozzle
334: micro valve 336: pump connection
350: temperature sensor 360: second shooting unit
370: second reflector 380: pump
400: first storage unit 410: first storage unit support frame
420: first temperature control unit 430: first storage container
500: second storage unit 600: washing unit
610: washing unit support frame 620: washing container
622: washing container cover 630: dryer
632: dryer cover 700: culture unit
710: culture unit support frame 720: culture vessel receiving groove
730: culture vessel temperature control unit 732: terminal
750: culture vessel 752: well
760: culture vessel cover
Claims (20)
상기 테이블 상에 배치되고, 인공 피부를 배양할 수 있는 복수 개의 배양 용기가 설치되는 배양부;
복수 개의 상기 배양 용기에 인공 피부의 진피층을 형성하는 진피 재료를 토출하는 진피 프린팅 모듈; 및
진피층이 형성되어 있는 복수 개의 상기 배양 용기에 인공 피부의 표피층을 형성하는 표피 재료를 토출하는 표피 프린팅 모듈을 포함하는 인공 피부 제조 장치.A table provided in a flat shape extending in the X-axis and Y-axis directions;
A culture unit disposed on the table and provided with a plurality of culture containers capable of culturing artificial skin;
A dermal printing module that discharges a dermal material forming a dermal layer of artificial skin into a plurality of the culture vessels; And
Artificial skin manufacturing apparatus comprising an epidermal printing module for discharging an epidermal material forming an epidermal layer of artificial skin in a plurality of the culture vessel in which the dermal layer is formed.
상기 진피 프린팅 모듈은,
상기 진피 재료를 토출하는 제1 토출부;
상기 제1 토출부를 X축 방향으로 이동시키는 제1 X축 방향 구동부;
상기 제1 토출부를 Y축 방향으로 이동시키는 제1 Y축 방향 구동부;
상기 제1 토출부를 Z축 방향으로 이동시키는 제1 Z축 방향 구동부; 및
상기 제1 토출부를 지지하고, 상기 제1 X축 방향 구동부 또는 상기 제1 Y축 방향 구동부 중 어느 하나에 연결되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동되는 제1 메인 블록을 포함하는 인공 피부 제조 장치.According to claim 1,
The dermal printing module,
A first discharge portion for discharging the dermal material;
A first X-axis direction driving unit for moving the first discharge unit in the X-axis direction;
A first Y-axis driving unit for moving the first discharge unit in the Y-axis direction;
A first Z-axis driving unit for moving the first discharge unit in the Z-axis direction; And
An artificial skin manufacturing apparatus comprising a first main block supporting the first discharge portion and connected to any one of the first X-axis direction driving unit or the first Y-axis direction driving unit and moving in the X-axis direction and the Y-axis direction. .
상기 제1 X축 방향 구동부 및 상기 제1 Y축 방향 구동부 중 어느 하나는 상기 테이블에 제공된 구동부 지지 프레임에 고정되고,
상기 제1 X축 방향 구동부 및 상기 제1 Y축 방향 구동부 중 다른 하나는 상기 구동부 지지 프레임에 고정된 상기 어느 하나에 고정되며,
상기 제1 Z축 방향 구동부는 상기 제1 메인 블록에 제공되는 인공 피부 제조 장치.According to claim 2,
Any one of the first X-axis driving part and the first Y-axis driving part is fixed to the driving part support frame provided in the table,
The other of the first X-axis direction driving unit and the first Y-axis direction driving unit is fixed to any one fixed to the driving unit support frame,
The first Z-axis driving unit is an artificial skin manufacturing apparatus provided in the first main block.
상기 제1 토출부는 하나 이상의 실린지이고,
상기 제1 메인 블록에는 상기 실린지가 고정되고, 상기 제1 Z축 방향 구동부에 의해 Z축 방향으로 이동 가능한 실린지 고정 블록이 제공되고,
상기 실린지 고정 블록에는 상기 실린지를 착탈 가능하게 고정할 수 있는 실린지 착탈부가 제공되며,
상기 실린지 고정 블록에는 상기 실린지의 플런저를 이동시킬 수 있는 플런저 가압 블록 및 상기 플런저 가압 블록을 이동시키는 플런저 가압 블록 구동부가 제공되는 인공 피부 제조 장치.According to claim 2,
The first discharge portion is at least one syringe,
The syringe is fixed to the first main block, and a syringe fixing block movable in the Z-axis direction by the first Z-axis driving unit is provided,
The syringe fixing block is provided with a syringe attachment and detachment part capable of detachably fixing the syringe,
The syringe fixing block is provided with a plunger pressing block capable of moving the plunger of the syringe and a plunger pressing block driving unit for moving the plunger pressing block.
상기 실린지 착탈부는,
상기 실린지 고정 블록에 고정되며 상기 실린지의 일측을 지지하는 제1 실린지 삽입홈을 구비하는 제1 실린지 지지부; 및
상기 제1 실린지 지지부에 선택적으로 고정되고, 상기 제1 실린지 삽입홈에 대응되는 제2 실린지 삽입홈을 구비하는 제2 실린지 지지부를 포함하고,
상기 플런저는 상기 실린지가 상기 실린지 착탈부에 고정된 상태에서 외부로 연장되어 상기 플런저 가압 블록에 연결되는 인공 피부 제조 장치.According to claim 4,
The syringe detachable portion,
A first syringe support unit fixed to the syringe fixing block and having a first syringe insertion groove supporting one side of the syringe; And
And a second syringe support portion selectively fixed to the first syringe support portion and having a second syringe insertion groove corresponding to the first syringe insertion groove,
The plunger is an artificial skin manufacturing apparatus which is extended to the outside while the syringe is fixed to the syringe detachable portion and is connected to the plunger pressing block.
상기 제2 실린지 지지부는 상기 제1 실린지 지지부의 일측에 제공된 힌지부에 의해 회동 가능하게 제공되고,
상기 제2 실린지 지지부가 상기 제1 실린지 삽입홈을 개방한 상태에서, 상기 실린지는 상기 제1 실린지 삽입홈 및 상기 플런저 가압 블록에 동시에 결합되거나 분리될 수 있는 인공 피부 제조 장치.The method of claim 5,
The second syringe support is rotatably provided by a hinge provided on one side of the first syringe support,
A device for manufacturing an artificial skin in which the second syringe supporting part opens the first syringe insertion groove, and the syringe can be simultaneously coupled to or separated from the first syringe insertion groove and the plunger pressing block.
상기 진피 프린팅 모듈은 상기 제1 토출부에서 토출되는 상기 진피 재료의 토출 상태를 측정하기 위한 제1 촬영부를 포함하는 인공 피부 제조 장치.According to claim 2,
The dermal printing module is an artificial skin manufacturing apparatus including a first photographing unit for measuring a discharge state of the dermal material discharged from the first discharge unit.
상기 진피 프린팅 모듈은, 상기 제1 Z축 방향 구동부에 의해 Z축 방향으로 이동 가능하며 상기 제1 토출부를 고정하는 제1 토출부 고정 블록을 포함하고,
상기 제1 촬영부는 상기 제1 토출부 고정 블록에 고정되어 상기 제1 토출부와 함께 Z축 방향으로 이동되는 인공 피부 제조 장치.The method of claim 7,
The dermal printing module includes a first discharge part fixing block that is movable in the Z-axis direction by the first Z-axis direction driving part and fixes the first discharge part,
The first photographing unit is fixed to the first ejection unit fixing block and the artificial skin manufacturing apparatus is moved in the Z-axis direction with the first ejection unit.
상기 제1 촬영부는 Z축 하방을 향해 설치되는 카메라이고,
상기 제1 토출부 고정 블록에는 상기 카메라의 촬영 방향을 전환시키는 제1 반사부가 제공되며,
상기 제1 반사부는 상기 카메라가 상기 제1 토출부로부터 토출되는 상기 진피 재료가 상기 배양 용기에 수용되는 모습을 촬영할 수 있는 각도를 갖는 인공 피부 제조 장치. The method of claim 8,
The first photographing unit is a camera installed toward the Z-axis downward,
The first discharge portion fixing block is provided with a first reflecting portion for changing the photographing direction of the camera,
The first reflector is an artificial skin manufacturing apparatus having an angle at which the camera can photograph a state in which the dermal material discharged from the first discharge part is accommodated in the culture container.
상기 표피 프린팅 모듈은,
상기 표피 재료를 토출하는 제2 토출부;
상기 제2 토출부를 X축 방향으로 이동시키는 제2 X축 방향 구동부;
상기 제2 토출부를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 Y축 방향 구동부;
상기 제2 토출부를 Z축 방향으로 이동시키는 제2 Z축 방향 구동부; 및
상기 제2 토출부를 지지하고, 상기 제2 X축 방향 구동부 또는 상기 제2 Y축 방향 구동부 중 어느 하나에 연결되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 제공되는 제2 메인 블록을 포함하는 인공 피부 제조 장치.According to claim 1,
The epidermal printing module,
A second discharge portion for discharging the skin material;
A second X-axis direction driving unit for moving the second discharge unit in the X-axis direction;
A second Y-axis driving unit for moving the second discharge unit in the Y-axis direction;
A second Z-axis driving unit for moving the second discharge unit in the Z-axis direction; And
Artificial that includes a second main block supporting the second discharge portion and connected to any one of the second X-axis direction driving unit or the second Y-axis direction driving unit and provided to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction. Skin manufacturing device.
상기 제2 X축 방향 구동부 및 상기 제2 Y축 방향 구동부 중 어느 하나는 상기 테이블에 제공된 구동부 지지 프레임에 고정되고,
상기 제2 X축 방향 구동부 및 상기 제2 Y축 방향 구동부 중 다른 하나는 상기 구동부 지지 프레임에 고정된 상기 어느 하나에 고정되며,
상기 제2 Z축 방향 구동부는 상기 제2 메인 블록에 제공되는 인공 피부 제조 장치.The method of claim 10,
Any one of the second X-axis direction driving unit and the second Y-axis direction driving unit is fixed to the driving unit support frame provided on the table,
The other one of the second X-axis direction driving unit and the second Y-axis direction driving unit is fixed to the one fixed to the driving unit support frame,
The second Z-axis driving unit is an artificial skin manufacturing apparatus provided in the second main block.
상기 제2 토출부는 하나 이상의 마이크로 밸브 유닛이고,
상기 제2 메인 블록에는 상기 마이크로 밸브 유닛이 고정되고, 상기 제2 Z축 방향 구동부에 의해 Z축 방향으로 이동 가능한 마이크로 밸브 유닛 고정 블록이 제공되고,
상기 마이크로 밸브 유닛은 상기 테이블에 제공된 펌프 지지 프레임에 고정되어 있는 펌프에 연결되어, 상기 표피 재료를 흡입 및 토출하기 위한 압력을 제공받는 인공 피부 제조 장치.The method of claim 10,
The second discharge portion is at least one micro-valve unit,
The micro valve unit is fixed to the second main block, and a micro valve unit fixing block movable in the Z axis direction is provided by the second Z axis direction driving unit,
The micro-valve unit is connected to a pump fixed to a pump support frame provided on the table, and artificial skin manufacturing apparatus receiving pressure to inhale and discharge the epidermal material.
상기 표피 프린팅 모듈은 상기 제2 토출부에서 토출되는 상기 표피 재료의 토출 상태를 측정하기 위한 제2 촬영부를 포함하는 인공 피부 제조 장치.The method of claim 10,
The epidermal printing module is an artificial skin manufacturing apparatus including a second photographing unit for measuring a discharge state of the epidermal material discharged from the second discharge unit.
상기 제2 촬영부는 제2 메인 블록에 상기 테이블과 수평 방향으로 설치되는 카메라이고,
상기 표피 프린팅 모듈은,
상기 제2 Z축 방향 구동부에 의해 Z축 방향으로 이동 가능하며 상기 제2 토출부를 고정하는 제2 토출부 고정 블록; 및
상기 제2 토출부 고정 블록에 고정되어 상기 제2 토출부와 함께 Z축 방향으로 이동되고, 상기 제2 토출부의 토출 위치에서 상기 카메라가 상기 제2 토출부로부터 토출되는 상기 표피 재료가 상기 배양 용기에 수용되는 모습을 촬영할 수 있도록 상기 카메라에 입사되는 빛의 각도를 전환시키는 제2 반사부를 포함하는 인공 피부 제조 장치.The method of claim 13,
The second photographing unit is a camera installed in a horizontal direction with the table on a second main block,
The epidermal printing module,
A second discharge part fixing block movable in the Z-axis direction by the second Z-axis direction driving part and fixing the second discharge part; And
The epidermal material is fixed to the second discharge portion fixing block, is moved in the Z-axis direction together with the second discharge portion, and the epidermal material from which the camera is discharged from the second discharge portion at the discharge location of the second discharge portion is in the culture vessel. Artificial skin manufacturing apparatus including a second reflector for converting the angle of the light incident on the camera so as to take a picture that is accommodated in.
상기 배양 용기의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서; 및
상기 온도 센서의 감지 결과에 따라 상기 배양 용기의 온도를 조절할 수 있는 배양 용기 온도 조절부를 더 포함하는 인공 피부 제조 장치.According to claim 1,
A temperature sensor capable of measuring the temperature of the culture vessel; And
Artificial skin manufacturing apparatus further comprising a culture vessel temperature control unit capable of adjusting the temperature of the culture vessel according to the detection result of the temperature sensor.
상기 진피 프린팅 모듈은 상기 복수 개의 배양 용기에 상기 진피 재료를 토출할 수 있도록 복수 개의 방향으로 이동할 수 있는 제1 토출부를 포함하고,
상기 표피 프린팅 모듈은 상기 복수 개의 배양 용기에 상기 표피 재료를 토출할 수 있도록 복수 개의 방향으로 이동할 수 있는 제2 토출부를 포함하고,
상기 온도 센서는 상기 제1 토출부 또는 상기 제2 토출부에 인접하게 배치되어 상기 제1 토출부 또는 상기 제2 토출부와 함께 이동 가능한 비 접촉식 온도 센서인 인공 피부 제조 장치.The method of claim 15,
The dermal printing module includes a first discharge portion that can move in a plurality of directions to discharge the dermal material to the plurality of culture vessels,
The epidermal printing module includes a second discharge part that can move in a plurality of directions to discharge the epidermal material to the plurality of culture vessels,
The temperature sensor is an artificial skin manufacturing apparatus which is a non-contact temperature sensor disposed adjacent to the first discharge portion or the second discharge portion and movable with the first discharge portion or the second discharge portion.
상기 테이블에 배치되고, 상기 진피 재료를 저장할 수 있는 제1 보관부를 더 포함하고,
상기 제1 보관부는,
상기 진피 재료가 저장되는 저장 공간을 제공하는 제1 보관 용기; 및
상기 제1 보관 용기의 온도를 기 설정된 온도 이하로 유지하는 제1 온도 조절부를 포함하는 인공 피부 제조 장치.According to claim 1,
It is disposed on the table, and further comprising a first storage unit for storing the dermal material,
The first storage unit,
A first storage container providing a storage space in which the dermal material is stored; And
Artificial skin manufacturing apparatus comprising a first temperature control unit for maintaining the temperature of the first storage container below a predetermined temperature.
상기 테이블에 배치되고, 상기 표피 재료를 저장할 수 있는 제2 보관부를 더 포함하는 인공 피부 제조 장치.According to claim 1,
The artificial skin manufacturing apparatus further comprising a second storage part disposed on the table and capable of storing the epidermal material.
상기 테이블에 배치되고, 상기 진피 재료를 토출하는 제1 토출부 또는 상기 표피 재료를 토출하는 제2 토출부를 세척 및 건조할 수 있는 세척부를 더 포함하는 인공 피부 제조 장치.According to claim 1,
An artificial skin manufacturing apparatus disposed on the table, and further comprising a washing unit capable of washing and drying the first ejection unit for ejecting the dermal material or the second ejection unit for ejecting the dermal material.
테이블 상에 마련되어 있는 인공 피부를 배양하기 위한 배양 용기의 온도를 측정하는 단계;
상기 배양 용기의 온도가 기 설정된 온도 범위인 경우, 진피 프린팅 모듈이 제1 토출부를 이동시켜 상기 테이블에 제공되고 진피 재료를 기 설정된 온도 이하로 보관하는 제1 보관부로부터 상기 진피 재료를 흡입하는 단계;
상기 진피 프린팅 모듈이 상기 제1 토출부를 복수 개의 축 방향으로 이동시켜 상기 배양 용기에 상기 진피 재료를 토출하는 단계;
표피 프린팅 모듈이 제2 토출부를 이동시켜 상기 테이블에 제공되고 표피 재료를 보관하는 제2 보관부로부터 상기 표피 재료를 흡입하는 단계; 및
상기 표피 프린팅 모듈이 상기 제2 토출부를 복수 개의 축 방향으로 이동시켜 상기 배양 용기에 상기 표피 재료를 토출하는 단계를 포함하는 인공 피부 제조 장치의 제어 방법.In the control method of the artificial skin manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 19,
Measuring the temperature of the culture vessel for culturing the artificial skin provided on the table;
When the temperature of the culture vessel is within a preset temperature range, the dermal printing module suctions the dermal material from the first storage unit provided to the table by moving the first discharge unit and storing the dermal material below a predetermined temperature. ;
The dermal printing module discharging the dermal material into the culture vessel by moving the first discharge portion in a plurality of axial directions;
A step in which the epidermal printing module moves the second discharge portion and suctions the epidermal material from the second storage portion provided on the table and storing the epidermal material; And
And controlling the artificial skin manufacturing apparatus by discharging the epidermal material into the culture container by moving the second discharge part in a plurality of axial directions.
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