KR20200044204A - 바이오 3d 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 uv 경화 방지를 위한 셔터 구조 및 방법 - Google Patents

바이오 3d 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 uv 경화 방지를 위한 셔터 구조 및 방법 Download PDF

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Abstract

상기 디스펜서의 하단부에 형성된 분사 노즐에서, 외부 신호에 따라 정해진 시간 간격 동안 정해진 강도로 디스펜서 내부에 보관된 유체 상태의 생체 물질을 분사하는 단계; 상기 생체 물질의 분사가 종료되면, 상기 디스펜서 내부에 구비된 모터의 구동에 의하여 셔터 회전축의 회전을 따라 회전하고, 상기 디스펜서의 하단부에 평행하며, 면적이 상기 분사 노즐의 단면적보다 큰 셔터 본체를 상기 분사 노즐을 완전히 오버랩하는 닫힌 위치로 이동시키는 단계; 상기 셔터 본체가 닫힌 위치로 완전히 이동하면, 상기 하단부에 상기 분사 노즐에 인접하여 배치되는 하나 이상의 발광 소자를 정해진 시간 간격 동안 점등시키는 단계; 상기 하나 이상의 발광 소자의 점등이 종료되면, 상기 셔터 본체를 상기 분사 노즐을 전혀 오버랩하지 않는 열린 위치로 이동시키는 단계;를 포함하는, 바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 방법이 제공된다.

Description

바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조 및 방법 {SHUTTER STRUCTURE AND METHOD FOR PREVENTING UV CURING FOR BIOMATERIAL WITHIN A DISPENSER FOR BIO 3D PRINTER}
본 발명은 바이오 3D 프린터에 관한 것으로, 구체적으로는 바이오 3D 프린터에서 생체 물질을 분사하는 디스펜서에 관한 것이다.
3D 프린터는 1984년 미국의 3D Systems에서 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식의 3D 프린터를 최초로 출시한 이래, 2002년 스트라타시스(Stratasys)사에서 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식을 개발하는 등 발전을 거듭하여 왔다. 최근에는 의학 분야의 수요 증가에 따라 생체 물질을 이용하는 바이오 3D 프린터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
예컨대, 2011. 9. 1. 공지된 미국 특허출원공보 제2011/0212501호는 페트리 디쉬(petri dish)를 기판으로 삼아 그 위에 가교-결합 물질을 코팅하고, 하이드로겔(hydrogel)을 프린팅한 뒤, 하이드로겔 레이어 속에 세포를 위치시키고 다시 가교-결합 물질로 표면 코팅을 하는 방법을 개시하고 있다.
바이오 3D 프린터는 생체 물질을 분사하는 노즐을 포함하는 디스펜서(dispenser), 분사된 생체 물질이 적층될 용기인 바이오웨어를 고정하는 스테이지, 그리고 스테이지 또는 디스펜서를 x, y, z축 방향으로 이동시킬 수 있는 프레임으로 구성된다.
생체 물질을 소재로 3D 프린터를 이용하여 출력하는 과정은, 먼저 하이드로겔(hydrogel)과 세포 등을 섞어 출력 소재로 사용할 생체 물질을 제작하고, 3D CAD 모델로 제작된 STL 파일을 슬라이싱하여 그에 따라 분사 노즐로 생체 물질을 분사하는 방식으로 이루어진다.
이 때 생체 물질이 광경화성 유체 상태인 경우, 생체 물질이 분사된 직후 자외선을 조사하여 생체 물질을 경화시킴으로서 생체 물질이 적층된 이후에 무너저내리지 않도록 할 수 있다. 그러나 자외선을 분사 노즐 근처에서 조사하면 이미 토출된 생체 물질 뿐 아니라 분사 노즐 근처에 남아있거나 슈린지(syringe) 속에 있는 생체 물질까지 광경화(photocuring)되는 현상이 발생할 수 있고, 그 결과 분사 노즐의 막힘(cogging)이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
(미국) 특허출원 공보 제2011/0212501호 (2011. 09. 01. 공지)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 바이오 3D 프린터에서 생체 물질의 경화에 의한 분사 노즐의 막힘 현상을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조로서, 상기 셔터 구조는, 상기 디스펜서의 하단부에 형성되며, 외부 신호에 따라 정해진 시간 간격 동안 정해진 강도로 디스펜서 내부에 보관된 유체 상태의 생체 물질을 분사하는, 분사 노즐; 상기 디스펜서 내부에 구비된 모터와 연결되어 상기 모터의 모터축의 회전에 따라 회전되는, 셔터 회전축; 상기 셔터 회전축에 연결되어 상기 셔터 회전축의 회전에 따라 회전하고, 상기 디스펜서의 하단부에 평행한, 셔터 본체; 및 상기 디스펜서의 하단부에 단차를 가지고 상기 셔터 회전축의 길이 방향으로 일정한 깊이만큼 함몰된 형상이며, 내부에 상기 분사 노즐, 상기 셔터 회전축 및 상기 셔터 본체가 위치하고, 상기 셔터 회전축의 회전에 의해 상기 셔터 본체가 회전할 때, 일정한 각도 이상으로 회전하지 못하도록 방지하는, 셔터 회전 제한 가이드;를 포함하고, 상기 셔터 본체는 상기 셔터 회전축에 따라 회전할 때 상기 분사 노즐을 완전히 가리는 닫힌 위치와 상기 분사 노즐을 전혀 가리지 않는 열린 위치를 가지고, 상기 셔터 본체의 면적은 상기 분사 노즐의 단면적보다 크고, 상기 닫힌 위치에서 상기 셔터 본체는 상기 분사 노즐을 완전히 오버랩하고, 상기 열린 위치에서 상기 셔터 본체는 상기 분사 노즐을 전혀 오버랩하지 않는, 바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조가 제공된다.
선택적으로, 상기 셔터 본체의 형상은 상기 셔터 회전축을 중심으로 일정한 각도 범위에서 반경 방향으로 확장되는 라운드진 부채꼴의 형상이고, 상기 셔터 회전 제한 가이드의 형상은 상기 셔터 본체가 상기 셔터 회전축을 중심으로 일정한 각도만큼 회전하였을 때 오버랩되는 면적에 대응될 수 있다.
선택적으로, 상기 셔터 구조는 상기 하단부에 상기 셔터 회전 제한 가이드의 외부에 상기 분사 노즐에 인접하여 배치되며, 상기 셔터 본체가 닫힌 위치에 있을 때에만 점등하고, 상기 셔터 본체가 열린 위치에 있을 때는 소등하는, 하나 이상의 발광 소자;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 디스펜서의 하단부에 형성된 분사 노즐에서, 외부 신호에 따라 정해진 시간 간격 동안 정해진 강도로 디스펜서 내부에 보관된 유체 상태의 생체 물질을 분사하는 단계; 상기 생체 물질의 분사가 종료되면, 상기 디스펜서 내부에 구비된 모터의 구동에 의하여 셔터 회전축의 회전을 따라 회전하고, 상기 디스펜서의 하단부에 평행하며, 면적이 상기 분사 노즐의 단면적보다 큰 셔터 본체를 상기 분사 노즐을 완전히 오버랩하는 닫힌 위치로 이동시키는 단계; 상기 셔터 본체가 닫힌 위치로 완전히 이동하면, 상기 하단부에 상기 분사 노즐에 인접하여 배치되는 하나 이상의 발광 소자를 정해진 시간 간격 동안 점등시키는 단계; 상기 하나 이상의 발광 소자의 점등이 종료되면, 상기 셔터 본체를 상기 분사 노즐을 전혀 오버랩하지 않는 열린 위치로 이동시키는 단계;를 포함하는, 바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 방법이 제공된다.
선택적으로, 상기 셔터 본체의 움직임은, 상기 디스펜서의 하단부에 단차를 가지고 상기 셔터 회전축의 길이 방향으로 일정한 깊이만큼 함몰된 형상이며, 내부에 상기 분사 노즐, 상기 셔터 회전축 및 상기 셔터 본체가 위치하는 셔터 회전 제한 가이드에 의해 제한되어, 상기 셔터 회전축의 회전에 의해 상기 셔터 본체가 회전할 때, 일정한 각도 이상으로 회전하지 못하도록 방지되고, 상기 하나 이상의 발광 소자는 상기 셔터 회전 제한 가이드 외부에 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면 바이오 3D 프린터에서 생체 물질의 경화에 의한 분사 노즐의 막힘 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 디스펜서 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 디스펜서 모듈 내부의 모터와 분사 노즐을 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조가 동작하는 모습을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조의 동작을 설명하는 순서도이다.
본 발명은 여러가지 형태를 가질 수 있고 다양한 변경이 가능한 바, 본 발명의 실시예들을 여기에서 상세하게 설명할 것이다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 각 구성요소들을 지칭하는 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 목적으로 사용된다. 본 출원에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다른 뜻을 가진 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 "포함한다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하는 것으로 이해되어서는 안된다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술에서 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 디스펜서 모듈을 도시한 사시도이다. 디스펜서 모듈(100)에서 생체 물질은 변성을 막기 위해 일정한 온도로 유지되어야 하므로, 워터 재킷과 같은 온도를 조절하기 위한 구성이 부가되어 있다. 본 발명에서는 편의상 디스펜서 모듈(100)의 워터 재킷은 생략되어 있으며, 다만 워터 재킷에 사용되는 냉매의 유출입부(110) 및 그 유량을 조절하는 나사(120)만이 도시되어 있다.
슈린지(130)는 생체 물질의 분사 전까지 생체 물질을 보관하는 공간이다. 주사기와 비슷한 형태를 가지고 있으며, 공압을 통해 슈린지 내부에 남아있는 생체 물질의 양이 변동되더라도 일정한 압력을 가지도록 구성될 수 있다. 슈린지의 단부에는 튜브(140)가 연결되어 있는데, 슈린지에 보관되어 있던 생체 물질이 튜브를 통해 분사 노즐(150)로 이동한다. 생체 물질은 슈린지(130) 내부에 보관 가능하고 튜브(140)와 후술할 분사 노즐(150)을 통해 이동가능한 유체로서, 점성을 가질 수 있다.
분사 노즐(150)은 분사 모듈(210, 도 2를 참조)에 결합되어 있으며, 분사 모듈(210)이 외부로부터 일정한 펄스 전압을 수신하였을 때 그에 대응하여 분사노즐에 체류하는 생체 물질을 일정량 만큼 분사하게 된다. 펄스 전압의 강도와 지속시간을 조절함으로서 분사되는 생체 물질의 양을 결정할 수 있다. 분사 노즐에서 분사된 생체 물질은 중력의 영향으로 바닥 쪽으로 떨어지므로, 도 1에서 슈린지(130)에서 하단부(200) 방향이 중력 방향임을 알 수 있다. 선택적으로, 다른 방식으로 분사 노즐(150)이 생체 물질을 분사하게 할 수도 있다.
디스펜서 모듈(100)의 하단부(200)에는 다양한 구성요소가 도시되어 있는 바, 하단부(200)가 자세하게 도시된 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 하단부(200)에는, 도 1에 도시되었던 디스펜서 모듈(100) 내부의 분사 모듈(210) 및 분사 노즐(150)이 도시되어 있다.
발광 소자(230a, 230b)는 분사 노즐(150)에서 분사된 생체 물질이 분사 노즐(150)과 분리되어 떨어질 때, 자외선을 포함하는 빛을 분리된 생체 물질에 조사하여 생체 물질의 광경화를 일으키는 역할을 한다. 발광 소자(230a, 230b)는 LED, OLED 기타 원하는 파장 대역의 빛을 방출할 수 있는 임의의 발광 소자일 수 있다. 도 2에서 하단부(200)는 두 개의 발광 소자(230a, 230b)를 구비한 것으로 도시되어 있으나, 당업자라면 공간적 배치, 제조 원가, 발광 소자의 배치에 따른 분사된 생체 물질의 광경화의 균일성 여부 등을 고려하여 적절한 수의 발광 소자를 배치하는 것을 용이하게 생각할 수 있을 것이다. 발광 소자(230a, 230b)를 구동하기 위하여, 하단부의 내부에 발광 소자를 구동하기 위한 회로가 실장될 수 있다.
도 2에서 셔터는 셔터의 회전축(240) 및 셔터 본체(250)로 구성된다. 셔터의 회전축은 후술하는 바와 같이 디스펜서 모듈 내부에 설치된 모터의 모터축이거나 또는 모터축과 연결되어 셔터 본체(250)를 회전시킨다. 셔터 본체(250)는 셔터 회전축(240)에 연결되어 있으며, 셔터 회전축(240)의 회전에 따라 회전하고, 하단부(200)와 평행하다. 도 2에서 셔터 본체(250)는 셔터 회전축(240)을 중심으로 일정한 각도 범위에서 반경 방향으로 확장되는 라운드진 부채꼴의 형상으로 도시되어 있으나, 그 이외의 형상도 가능하다. 다만 셔터 본체(250)는 회전되었을 때 분사 노즐(150), 바람직하게는 분사 모듈(210)을 오버랩(차폐)해야 하므로, 셔터 본체(250)의 회전시에 분사 모듈(210)과 오버랩 되는 부분의 면적은 적어도 분사 모듈(210)을 완전히 가릴 수 있을 정도여야 한다.
셔터 회전 제한 가이드(260)는 하단부(200)의 평면으로부터 단차를 가지고 셔터 회전축(240)의 회전축의 길이 방향으로 일정한 깊이 만큼 함몰된 형상으로서, 내부에 분사 노즐(150), 분사 모듈(210), 셔터 회전축(240) 및 셔터 본체(250)가 있고, 셔터 회전축(240)의 회전에 의해 셔터 본체(250)가 회전할 때 장애물이 되어 일정한 범위(각도) 이상으로 회전하지 못하도록 막는 역할을 한다. 모터에 전압이 인가되어 셔터 회전축(240)이 회전할 때 셔터 회전 제한 가이드(260)가 없으면 셔터 본체(250)가 분사 노즐(150)과 분사 모듈(210)을 가리는 데서 멈추지 않고 더 회전하게 될 것이지만, 셔터 회전 제한 가이드(260)가 장애물 역할을 하여 더 회전하지 못한 채 분사 노즐(150)과 분사 모듈(210)을 가린 채로 멈추게 되어 본 발명의 원하는 목적을 달성하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 디스펜서 모듈 내부의 모터와 분사 노즐을 도시한 것이다. 도 3에는 도 1에서 설명된 바 있는 슈린지(130), 분사 노즐(150), 분사 모듈(210)이 도시되어 있으며, 튜브(140)는 편의상 생략되어 있다.
분사 모듈(210) 옆에는 모터부(310)가 위치하는데, 이곳에 본 도면에서는 도시되지 않은 모터가 설치되어 그 회전축이 도 2의 하단부(200)의 셔터 회전축(240)과 연결되거나 모터의 회전축 자체가 셔터 회전축(240)의 역할을 하게 된다. 따라서 모터부(310)에 위치한 모터가 전압을 인가받아 모터축을 회전시키면, 셔터 회전축(240)이 회전하게 된다. 모터는 DC모터를 비롯하여 본 발명의 목적에 적합하게 소형화되어 디스펜서 모듈 내부에 탑재될 수 있고 전압의 인가에 따라 회전 및 반대방향 회전을 할 수 있는 임의의 모터로 구성될 수 있다. 모터(310), 발광 소자(230a, 230b), 분사 모듈(210)의 전원 연결은 각 전원선을 디스펜서 모듈의 재킷에 구비된 통로를 통해 외부 전력원과 연결함으로써 달성될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조가 동작하는 모습을 도시한 것이다. 도 4a에서 셔터 본체는 열린 위치(250a)에 있으며, 발광 소자(230a, 230b)들은 소등되어 있다. 여기서 '열린 위치'라는 용어는 분사 노즐(150)의 입장에서 차폐가 되지 않았음을 의미하는 것이다. 셔터 본체(250a)가 열린 위치에 있고, 분사 노즐(150) 및 분사 모듈(210)을 전혀 가리지 않기 때문에, 분사 노즐(150)에서 생체 물질이 분사될 수 있다.
도 4b에서, 생체 물질이 분리된 후 경화시키기 위해, 발광 소자(230a, 230b)가 점등되고, 셔터 본체(250b)는 회전되어 분사 노즐(150) 및 분사 모듈(210)을 차폐하고 있다. 따라서 셔터 본체는 '닫힌 위치'(250b)에 있으며, 분사 노즐(150)과 분사 모듈(210)을 전부 가리고 있다. 결과적으로, 발광 소자(230a, 230b)에 의해 광경화를 일으키는 예컨대 자외선이 조사되더라도, 분사 노즐(150), 튜브(140), 및 슈린지(130)에 남아있는 생체 물질은 그 빛으로부터 차폐되므로 광경화가 일어나지 않고, 막힘 현상이 방지된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 3D 프린터의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조의 동작을 설명하는 순서도이다.
먼저, 단계(510)에서, 'LED'로 표현된 발광 소자(230a, 230b)는 소등되어 있고 '셔터'로 표현된 셔터 본체는 열린 위치에 있다(250a).
생체 물질을 분사하기 위해 분사 모듈(210)에 일정한 펄스 전압이 가해짐에 따라, 분사 모듈(210)은 분사 노즐(150)을 개방시키고(단계 (520)), 일정한 양의 생체 물질이 분사되며, 펄스 전압의 인가가 종료되면서 분사 노즐(150)이 폐쇄된다(단계 (530)). 여기서 분사 노즐(150)이 개방되고 폐쇄된다는 것은 분사 노즐에 생체 물질의 토출을 막는 기계적인 혹은 압전 방식 등을 포함하는 물리적인 개폐장치가 있어 그 개폐장치가 열리고 닫히는 경우 뿐만 아니라, 물리적인 개폐장치가 없더라도 공압 등의 조절로 분사 노즐(150)에서 생체 물질의 토출을 방지하는 방식을 사용하는 경우까지 포함하는 표현이다. 따라서, '개방'과 '폐쇄'는 물리적인 개폐방식만을 의미하는 것으로 한정되는 것이 아니라, 그와 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 방식을 모두 포괄하는 비유적 표현으로 이해되어야 한다.
한편 생체 물질은 분사된 직후 중력의 영향에 따라 아래 쪽으로 떨어지는데, 생체 물질을 경화시키기 위해 발광 소자(230a, 230b)가 켜져야 하고, 그러기 위해서는 우선 분사 노즐(150)을 차폐해야 하므로, 셔터 본체가 닫힌 위치(250b)로 이동하여 분사 노즐(150)과 분사 모듈(210)을 차폐한다(단계 (540)). 셔터 본체는 셔터 회전 제한 가이드(260)에 의해 막혀 더 이상 회전하지 못하고 닫힌 위치(250b)에 머물러 있게 된다.
그 후, 발광 소자(230a, 230b)가 점등되고(단계 (550)), 발광 소자로부터의 빛의 조사로 분사되어 낙하 중이던 생체 물질에 광경화가 일어나며, 이후 발광 소자(230a, 230b)가 다시 소등된다(단계 (560)). 이후 생체 물질의 새로운 분사를 위해서는 먼저 셔터 본체가 분사 노즐(150)을 차폐하고 있지 않아야 하므로, 셔터 본체가 열린 위치로 이동하여(250a)(단계 (570)), 생체 물질 분사의 한 주기가 종료된다(단계 (580)).
위와 같은 절차는 분사 모듈(210), 발광 소자(230a, 230b) 및 모터에 인가되는 전압을 조절하는 것에 의하여 원하는 시간주기와 패턴을 가지도록 구성될 수 있다. 위와 같은 절차를 반복함으로서 디스펜서 모듈에 의한 빠른 속도의 생체 물질 분사 및 각 생체 물질에 대한 광경화와 디스펜서 모듈 내부에 남아있는 생체 물질의 보호가 달성될 수 있다.
여기에서는 본 발명의 실시예들에 의한 바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부의 셔터 구조만을 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부의 셔터 구조를 사용한 다양한 응용방법을 구현할 수 있으며, 이는 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.
위에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 디스펜서 모듈 110: 냉매 유출입부
120: 유량 조절 나사 130: 슈린지
140: 튜브 150: 분사 노즐
200: 하단부 210: 분사 모듈
230a, 230b: 발광 소자 240: 셔터 회전축
250: 셔터 본체 250a: 셔터 본체 (열린 위치)
250b: 셔터 본체 (닫힌 위치) 260: 셔터 회전 제한 가이드
310: 모터부

Claims (5)

  1. 바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조로서, 상기 셔터 구조는,
    상기 디스펜서의 하단부에 형성되며, 외부 신호에 따라 정해진 시간 간격 동안 정해진 강도로 디스펜서 내부에 보관된 유체 상태의 생체 물질을 분사하는, 분사 노즐;
    상기 디스펜서 내부에 구비된 모터와 연결되어 상기 모터의 모터축의 회전에 따라 회전되는, 셔터 회전축;
    상기 셔터 회전축에 연결되어 상기 셔터 회전축의 회전에 따라 회전하고, 상기 디스펜서의 하단부에 평행한, 셔터 본체; 및
    상기 디스펜서의 하단부에 단차를 가지고 상기 셔터 회전축의 길이 방향으로 일정한 깊이만큼 함몰된 형상이며, 내부에 상기 분사 노즐, 상기 셔터 회전축 및 상기 셔터 본체가 위치하고, 상기 셔터 회전축의 회전에 의해 상기 셔터 본체가 회전할 때, 일정한 각도 이상으로 회전하지 못하도록 방지하는, 셔터 회전 제한 가이드;를 포함하고,
    상기 셔터 본체는 상기 셔터 회전축에 따라 회전할 때 상기 분사 노즐을 완전히 가리는 닫힌 위치와 상기 분사 노즐을 전혀 가리지 않는 열린 위치를 가지고, 상기 셔터 본체의 면적은 상기 분사 노즐의 단면적보다 크고, 상기 닫힌 위치에서 상기 셔터 본체는 상기 분사 노즐을 완전히 오버랩하고, 상기 열린 위치에서 상기 셔터 본체는 상기 분사 노즐을 전혀 오버랩하지 않는,
    바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터 본체의 형상은 상기 셔터 회전축을 중심으로 일정한 각도 범위에서 반경 방향으로 확장되는 라운드진 부채꼴의 형상이고,
    상기 셔터 회전 제한 가이드의 형상은 상기 셔터 본체가 상기 셔터 회전축을 중심으로 일정한 각도만큼 회전하였을 때 오버랩되는 면적에 대응되는,
    바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하단부에 상기 셔터 회전 제한 가이드의 외부에 상기 분사 노즐에 인접하여 배치되며, 상기 셔터 본체가 닫힌 위치에 있을 때에만 점등하고, 상기 셔터 본체가 열린 위치에 있을 때는 소등하는, 하나 이상의 발광 소자;를 더 포함하는,
    바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 셔터 구조.
  4. 바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 디스펜서의 하단부에 형성된 분사 노즐에서, 외부 신호에 따라 정해진 시간 간격 동안 정해진 강도로 디스펜서 내부에 보관된 유체 상태의 생체 물질을 분사하는 단계;
    상기 생체 물질의 분사가 종료되면, 상기 디스펜서 내부에 구비된 모터의 구동에 의하여 셔터 회전축의 회전을 따라 회전하고, 상기 디스펜서의 하단부에 평행하며, 면적이 상기 분사 노즐의 단면적보다 큰 셔터 본체를 상기 분사 노즐을 완전히 오버랩하는 닫힌 위치로 이동시키는 단계;
    상기 셔터 본체가 닫힌 위치로 완전히 이동하면, 상기 하단부에 상기 분사 노즐에 인접하여 배치되는 하나 이상의 발광 소자를 정해진 시간 간격 동안 점등시키는 단계;
    상기 하나 이상의 발광 소자의 점등이 종료되면, 상기 셔터 본체를 상기 분사 노즐을 전혀 오버랩하지 않는 열린 위치로 이동시키는 단계;를 포함하는,
    바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 셔터 본체의 움직임은, 상기 디스펜서의 하단부에 단차를 가지고 상기 셔터 회전축의 길이 방향으로 일정한 깊이만큼 함몰된 형상이며, 내부에 상기 분사 노즐, 상기 셔터 회전축 및 상기 셔터 본체가 위치하는 셔터 회전 제한 가이드에 의해 제한되어, 상기 셔터 회전축의 회전에 의해 상기 셔터 본체가 회전할 때, 일정한 각도 이상으로 회전하지 못하도록 방지되고,
    상기 하나 이상의 발광 소자는 상기 셔터 회전 제한 가이드 외부에 배치되는,
    바이오 3D 프린터용 디스펜서 내부 생체 물질의 UV 경화 방지를 위한 방법.
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