KR20200077217A - 수직 에어 블로우를 이용한 3차원 세포 배양체의 제조 장치 및 방법 - Google Patents

수직 에어 블로우를 이용한 3차원 세포 배양체의 제조 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 장치는 극초단 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기, 상기 극초단 레이저 빔을 복수개의 서브 빔으로 분기하는 분기 모듈, 상기 복수개의 서브 빔이 조사되어 복수개의 세포 배양 홈이 형성되는 세포 배양판, 그리고 상기 세포 배양판에 발생한 잔해를 제거하는 수직 에어 블로우를 포함하고, 상기 수직 에어 블로우에서 발생하는 에어의 진행 방향은 상기 세포 배양 홈의 깊이 방향과 평행하다.

Description

수직 에어 블로우를 이용한 3차원 세포 배양체의 제조 장치 및 방법{MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD OF 3D CELL CULTURE DISH USING VERTICAL AIR BLOW}
본 발명은 수직 에어 블로우를 이용한 3차원 세포 배양체의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
2차원 세포 배양체를 이용하여 2차원 평면으로 진행되는 세포 배양 방법은 실제 생체 내에서 자라는 세포와 차이가 크므로, 실험 단계에서는 성공했던 연구가 임상 단계에서는 실패하는 사례가 많았다. 따라서, 2차원 세포 배양체의 한계를 극복하기 위해 3차원 배양체(3D Cell culture dish)가 개발되고 있다.
그러나, 이러한 3차원 세포 배양체는 소프트 리소그래피(Soft lithography) 및 포토리소그래피(Photo lithography) 공정을 이용하여 제조하므로, 제조 비용이 증가하게 된다.
또한, 3차원 세포 배양체의 패턴을 제조하거나 설계 변경을 위해서는 지속적으로 마스크(Mask)를 제조해야 하므로, 제조 비용 및 제조 시간이 증가하게 된다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열적 데미지를 최소화하며, 제조 비용 및 제조 시간을 절감할 수 있는 수직 에어 블로우를 이용한 3차원 세포 배양체의 제조 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 장치는 극초단 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기, 상기 극초단 레이저 빔을 복수개의 서브 빔으로 분기하는 분기 모듈, 상기 복수개의 서브 빔이 조사되어 복수개의 세포 배양 홈이 형성되는 세포 배양판, 그리고 상기 세포 배양판에 발생한 잔해를 제거하는 수직 에어 블로우를 포함하고, 상기 수직 에어 블로우에서 발생하는 에어의 진행 방향은 상기 세포 배양 홈의 깊이 방향과 평행하다.
상기 분기 모듈은 상기 극초단 레이저 빔을 복수개의 서브 빔으로 분리하는 회절 광학 소자, 그리고 상기 회절 광학 소자를 통과한 상기 서브 빔을 스캐닝하여 상기 서브 빔의 조사 위치를 조절하는 스캐너를 포함할 수 있다.
상기 분기 모듈은 상기 스캐너와 상기 세포 배양판 사이에 위치하며, 상기 서브 빔의 초점 거리를 조절하여 상기 서브 빔의 크기를 조절하는 스캔 광학계를 더 포함할 수 있다.
상기 스캔 광학계를 이용하여 상기 세포 배양 홈의 내벽을 스텝 가공할 수 있다.
상기 세포 배양판에는 복수개의 세포 배양 유닛이 형성되며, 상기 세포 배양 유닛에는 복수개의 상기 세포 배양 홈이 형성되고, 상기 스캐너를 이용하여 상기 세포 배양 유닛 내부에 상기 복수개의 세포 배양 홈을 비순차적으로 가공할 수 있다.
상기 복수개의 세포 배양 홈 중 인접하는 세포 배양 홈은 순차적으로 가공하지 않을 수 있다.
상기 세포 배양판은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(Polyimide, PI), 유리 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법은 극초단 레이저 빔을 발생시키는 단계, 상기 극초단 레이저 빔을 분기 모듈에 통과시켜 복수개의 서브 빔으로 분기하는 단계, 상기 복수개의 서브 빔을 세포 배양판에 조사하여 복수개의 세포 배양 홈을 동시에 형성하는 단계, 그리고 수직 에어 블로우를 이용하여 상기 세포 배양판에 발생한 잔해를 제거하는 단계를 포함한다.
상기 복수개의 서브 빔으로 분기하는 단계는 회절 광학 소자를 이용하여 상기 극초단 레이저 빔을 복수개의 서브 빔으로 분리하는 단계, 상기 서브 빔의 광 경로 상에 위치하는 간격 조절부를 이용하여 상기 회절 광학 소자를 통과한 상기 복수개의 서브 빔간의 간격을 조절하는 단계, 시준기를 이용하여 상기 간격 조절부를 통과한 상기 복수개의 서브 빔을 서로 평행하게 하는 단계, 그리고 스캐너를 이용하여 상기 시준기를 통과한 상기 복수개의 서브 빔을 스캐닝하여 상기 서브 빔의 조사 위치를 조절하는 단계, 그리고 상기 스캐너와 상기 세포 배양판 사이에 위치하는 스캔 광학계를 이용하여 상기 서브 빔의 초점 거리를 조절하여 상기 서브 빔의 크기를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 세포 배양 홈을 형성하는 단계에서, 상기 스캔 광학계를 이용하여 상기 서브 빔의 크기를 조절하면서 여러 번 조사하여 상기 세포 배양 홈의 내벽을 스텝 가공할 수 있다.
상기 세포 배양판에는 복수개의 세포 배양 유닛이 형성되며, 상기 세포 배양 유닛에는 복수개의 상기 세포 배양 홈이 형성되고, 상기 스캐너를 이용하여 상기 세포 배양 유닛 내부에 상기 복수개의 세포 배양 홈을 비순차적으로 가공할 수 있다.
상기 복수개의 세포 배양 홈 중 인접하는 세포 배양 홈은 순차적으로 가공하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 장치 및 방법은 수직 에어 블로우를 사용하여 에어의 진행 방향이 세포 배양 홈의 깊이 방향과 평행하게 함으로써, 레이저 가공 시 발생하여 가공성에 영향을 주는 잔해(Debris)를 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 극초단 레이저 빔을 이용하여 비열 가공이 가능하므로 열에 반응성이 높은 세포 배양판의 열적 데미지를 최소화할 수 있다.
또한, 극초단 레이저 빔을 여러 번 나누어 가공하므로 보다 세밀한 가공 형상을 확보할 수 있고, 열 전달을 분배하여 열로 인한 품질 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 극초단 레이저 빔과 분기 모듈을 세포 배양판에 조사하여 세포 배양 홈을 동시에 가공하여 형성할 수 있으므로, 소프트 리소그래피(Soft lithography) 및 포토리소그래피(Photo lithography) 공정을 이용하지 않아 제조 비용이 절감된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 레이저 발생기 및 분기 모듈을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법의 순서도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법을 이용하여 제조한 3차원 세포 배양체의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법 중 세포 배양 홈의 제조 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법으로 세포 배양 홈을 제조하는 방법을 구체적으로 설명한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법에 따라 복수개의 세포 배양 홈을 형성하는 순서를 도시한 도면이다.
도 8은 본 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법에 따라 형성된 복수개의 세포 배양 유닛을 포함하는 세포 배양판의 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 장치의 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1의 레이저 발생기 및 분기 모듈을 구체적으로 도시한 도면이다.
우선, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 장치는 극초단 레이저 빔(1)을 발생시키는 레이저 발생기(10), 극초단 레이저 빔(1)을 복수개의 서브 빔(2)으로 분기하는 분기 모듈(20), 복수개의 서브 빔(2)이 조사되어 복수개의 세포 배양 홈(H)이 동시에 형성되는 세포 배양판(30), 그리고 세포 배양판(30)에 발생한 잔해(Debris)(3)를 제거하는 수직 에어 블로우(Air blow)(40)를 포함한다.
레이저 발생기(10)에서 생성한 극초단 레이저 빔(1)은 피코초(=10-12초) 내지 펨토초(=10-15초)의 짧은 펄스폭(지속 시간)을 갖는 레이저 빔이다.
극초단 레이저 빔(1)은 세포 배양판(30)의 열 영향 영역(HAZ) 또는 열 손상을 최소화할 수 있어 가공 중에 발생하는 잔해(Debris) 또는 재질 변형을 최소화할 수 있다.
분기 모듈(20)은 회절 광학 소자(Diffractive optical element, DOE)(21), 간격 조절부(22), 시준기(Collimator)(23), 그리고 스캐너(Scanner)(24)를 포함한다.
회절 광학 소자(21)는 회절 현상을 이용하여 극초단 레이저 빔(1)을 복수개의 서브 빔(2)으로 분리할 수 있다.
간격 조절부(22)는 회절 광학 소자(21)를 통과한 복수개의 서브 빔(2)간의 간격을 조절할 수 있다. 간격 조절부(22)는 복수개의 렌즈를 포함할 수 있다.
회절 광학 소자(21)와 간격 조절부(22) 사이에는 빔 개수 조절부(25)가 설치될 수 있다. 빔 개수 조절부(25)는 마스크를 포함할 수 있다. 따라서, 빔 개수 조절부(25)를 이용하여 일부의 서브 빔(20을 차단함으로써, 필요한 수의 서브 빔(2)으로 조절하여 필요한 수의 세포 배양 홈(H)을 동시에 형성할 수 있다.
시준기(23)는 간격 조절부(22)를 통과한 복수개의 서브 빔(2)을 서로 평행하게 할 수 있다.
간격 조절부(22) 및 시준기(23)는 회절 광학 소자(21)와 스캐너(24) 사이에 위치할 수 있다.
스캐너(Scanner)(24)는 시준기(23)를 통과한 복수개의 서브 빔(2)을 소정 각도로 반사시켜 스캐닝함으로써, 서브 빔(2)이 세포 배양판(30)에 조사되는 조사 위치를 조절할 수 있다.
스캐너(24)는 서브 빔(2)의 X 방향 및 Y 방향의 조사 위치를 조절할 수 있다. 그리고, 분기 모듈(20)에 연결된 스캐너 이동부(50)를 이용하여 분기 모듈(20)을 Z 방향으로 이동함으로써, 서브 빔(2)의 Z 방향의 조사 위치를 조절할 수 있다.
스캐너(24)와 세포 배양판(30) 사이에는 서브 빔(2)의 초점 거리를 조절하여 서브 빔(2)의 크기를 확대 또는 축소하는 스캔 광학계(26)가 설치될 수 있다.
스캔 광학계(26)를 이용하여 세포 배양 홈(H)의 내벽을 스텝 가공할 수 있다. 따라서, 서브 빔(2)을 여러 번 나누어 세포 배양 홈(H)을 가공하므로 보다 세밀한 가공 형상을 확보할 수 있고, 열 전달을 분배하여 열로 인한 품질 저하를 최소화할 수 있다.
스캐너(24)와 세포 배양판(30) 사이에는 대물 렌즈(Objective lens)(60)가 위치할 수 있다. 대물 렌즈(60)는 스캐너(24)를 통과한 서브 빔(2)을 집광시킬 수 있다.
세포 배양판(30)은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(Polyimide, PI), 유리 등을 포함할 수 있다.
특히, 폴리디메틸실록산(PDMS) 등으로 이루어진 세포 배양판(30)은 생체 적합성과 광학적 투과성이 우수하다. 폴리디메틸실록산(PDMS) 등으로 이루어진 세포 배양판(30)은 열에 취약한 재료이긴 하나, 낮은 출력의 극초단 레이저 빔(1)을 이용하므로, 세포 배양판(30)이 손상되지 않는 동시에 높은 가공성을 가질 수 있다.
이와 같이, 극초단 레이저 빔(1)을 이용하여 비열 가공이 가능하므로, 열에 반응성이 높은 세포 배양판(30)의 열적 데미지를 최소화할 수 있다.
또한, 열에 대한 반응성이 높은 세포 배양판(30)을 사용하므로, 극초단 레이저 빔(1)을 복수개의 서브 빔(2)으로 분리되어 출력이 저하되어도 가공성에 큰 영향을 주지 않게 된다.
수직 에어 블로우(40)는 분기 모듈(20)에 설치되며, 세포 배양판(30)과 인접하여 위치할 수 있다. 세포 배양판(30) 위에는 서브 빔(2)에 의해 복수개의 세포 배양 홈(H)이 형성되고 잔해(3)가 발생한다. 수직 에어 블로우(40)는 세포 배양 홈(H)의 깊이 방향과 평행하게 에어를 진행시켜 세포 배양판(30)에 발생한 잔해(3)를 용이하게 제거할 수 있다.
이와 같이, 수직 에어 블로우(40)를 이용하여 세포 배양판(30)에 발생한 잔해(3)를 제거함으로써, 3차원 세포 배양체의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 제조 공정 중 실시간으로 수직 에어 블로우(40)를 이용하여 잔해(3)를 제거함으로써, 3차원 세포 배양체의 제조 장치의 가공성을 향상시킬 수 있다. 또한, 극초단 레이저 빔(1)에 의해 가열된 세포 배양판(30)을 수직 에어 블로우(40)에서 발생한 에어를 이용하여 냉각시킬 수 있으므로, 열적 데미지를 최소화할 수 있다.
이러한 수직 에어 블로우(40)는 일정한 강도로 세포 배양판(30)에 에어를 제공할 수 있다. 따라서, 수직 에어 블로우(40)의 바람 등이 서브 빔(2)의 포커싱에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 극초단 레이저 빔(1)을 분기 모듈(20)을 경유하여 세포 배양판(30)에 조사함으로써, 세포 배양판(30)에 세포 배양 홈(H)을 동시에 가공하여 3차원 세포 배양체를 형성할 수 있다. 따라서, 소프트 리소그래피(Soft lithography) 및 포토리소그래피(Photo lithography) 공정을 이용하지 않으므로 제조 비용이 절감된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 장치를 이용한 제조 방법에 대해 이하에서 도면을 참고로 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법의 순서도이고, 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법을 이용하여 제조한 3차원 세포 배양체의 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 우선 레이저 발생기(10)를 이용하여 극초단 레이저 빔(1)을 발생시킨다(S10). 극초단 레이저 빔(1)은 세포 배양판(30)의 열 영향 영역(HAZ) 또는 열 손상을 최소화할 수 있어 가공 중에 발생하는 잔해(Debris) 또는 재질 변형을 최소화할 수 있다.
다음으로, 극초단 레이저 빔(1)을 분기 모듈(20)에 통과시켜 복수개의 서브 빔(2)으로 분기한다(S20).
이에 대해 아래에서 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
분기 모듈(20)의 회절 광학 소자(21)는 극초단 레이저 빔(1)을 복수개의 서브 빔(2)으로 분리한다.
그리고, 회절 광학 소자(21)와 이격되어 위치하며, 서브 빔(2)의 광 경로 상에 위치하는 간격 조절부(22)를 이용하여 회절 광학 소자(21)를 통과한 복수개의 서브 빔(2)간의 간격을 조절한다. 이를 통해 세포 배양판(30)에 형성되는 세포 배양 홈(H) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
그리고, 간격 조절부(22)와 인접하여 위치하며, 서브 빔(2)의 광 경로 상에 위치하는 시준기(23)를 이용하여 간격 조절부(22)를 통과한 복수개의 서브 빔(2)을 서로 평행하게 한다.
그리고, 시준기(23)와 인접하여 위치하며, 서브 빔(2)의 광 경로 상에 위치하는 스캐너(24)를 이용하여 시준기(23)를 통과한 복수개의 서브 빔(2)을 스캐닝한다. 이와 같이, 스캐너(24)를 이용하여 세포 배양판(30)에 조사되는 서브 빔(2)의 조사 위치를 조절할 수 있다.
다음으로, 복수개의 서브 빔(2)을 세포 배양판(30)에 조사하여 복수개의 세포 배양 홈(H)을 동시에 형성하여 3차원 세포 배양체를 완성한다(S30).
이 때, 도 4에 도시한 바와 같이, 서브 빔(2)의 크기 및 강도를 조절하여 여러 번 조사함으로써, 세포 배양판(30)에 계단 형상의 내벽을 만들고 최종적으로 테이퍼(Taper) 형상의 내벽을 가지는 세포 배양 홈(H)을 형성할 수 있다.
이에 대해 이하에서 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법 중 세포 배양 홈의 제조 방법의 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법으로 세포 배양 홈을 제조하는 방법을 구체적으로 설명한 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 스캐너(24)와 세포 배양판(30) 사이에 위치하는 스캔 광학계(26)를 이용하여 서브 빔(2)의 크기를 조절할 수 있다.
우선, 제1 폭(d1)을 가지는 제1 서브 빔(BA)으로 세포 배양판(30)에 제1 간격(w1)을 가지는 제1 서브 홈(HA)을 가공한다. 그리고, 제2 폭(d2)을 가지는 제2 서브 빔(BB)으로 세포 배양판(30)에 제2 간격(w2)을 가지는 제2 서브 홈(HB)을 가공한다. 그리고, 제3 폭(d3)을 가지는 제3 서브 빔(BC)으로 세포 배양판(30)에 제3 간격(w3)을 가지는 제3 서브 홈(HC)을 가공한다. 그리고, 제4 폭(d4)을 가지는 제4 서브 빔(BD)으로 세포 배양판(30)에 제4 간격(w4)을 가지는 제4 서브 홈(HD)을 가공한다. 그리고, 제5 폭(d5)을 가지는 제5 서브 빔(BE)으로 세포 배양판(30)에 제5 간격(w5)을 가지는 제5 서브 홈(HE)을 가공한다. 따라서, 내벽이 스텝 가공된 세포 배양 홈(H)을 완성하게 된다.
이와 같이, 스캔 광학계(26)를 이용하여 세포 배양 홈(H)의 내벽을 스텝 가공할 수 있다. 따라서, 서브 빔(2)을 여러 번 나누어 세포 배양 홈(H)을 가공하므로 보다 세밀한 가공 형상을 확보할 수 있고, 열 전달을 분배하여 열로 인한 품질 저하를 최소화할 수 있다.
본 실시예에서는 제5 서브 홈까지만을 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 수의 서브 홈을 가공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법에 따라 복수개의 세포 배양 홈을 형성하는 순서를 도시한 도면이고, 도 8은 본 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양체의 제조 방법에 따라 형성된 복수개의 세포 배양 유닛을 포함하는 세포 배양판의 평면도이다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 세포 배양판(30)에는 동시에 가공되는 복수개의 세포 배양 유닛(31)이 형성될 수 있다. 이러한 세포 배양 유닛(31)에는 복수개의 세포 배양 홈(H)이 형성될 수 있다.
분기 모듈(20)의 스캐너(24)를 이용하여 서브 빔(2)을 스캐닝함으로써, 세포 배양판(30)에 복수개의 세포 배양 홈(H)을 차례로 형성할 수 있다. 이때, 스캐너(24)의 스캔 방향을 조절하여 세포 배양 유닛(31) 내부에서 복수개의 세포 배양 홈(H)을 비순차적으로 가공할 수 있다. 즉, 복수개의 세포 배양 홈(H) 중 인접하는 세포 배양 홈(H)은 순차적으로 가공하지 않을 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 세포 배양 홈(H1)을 가공 한 후, 제1 세포 배양 홈(H1)에 인접하지 않으며 가장 멀리 떨어진 제2 세포 배양 홈(H2)을 가공한다. 따라서, 제1 세포 배양 홈(H1)을 가공하는 경우 발생하는 열에 의한 제2 세포 배양 홈(H2)의 열적 손상을 최소화할 수 있다. 그리고, 제2 세포 배양 홈(H2)에 인접하지 않은 제3 세포 배양 홈(H3)을 가공한다. 그리고, 제3 세포 배양 홈(H3)에 인접하지 않은 제4 세포 배양 홈(H4)을 가공한다. 이러한 방법으로 제5 내지 제16 세포 배양 홈(H16)을 차례로 가공한다. 따라서, 서브 빔(2)에 의한 열적 손상을 최소화할 수 있다.
다음으로, 수직 에어 블로우(40)를 이용하여 세포 배양판(30)에 발생한 잔해(3)를 제거한다(S40). 수직 에어 블로우(40)는 세포 배양 홈(H)의 깊이 방향과 평행하게 에어를 진행시켜 세포 배양판(30)에 발생한 잔해(3)를 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 3차원 세포 배양체의 제조 장치의 가공성을 향상시킬 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10: 레이저 발생기 20: 분기 모듈
30: 세포 배양판 40: 수직 에어 블로우

Claims (12)

  1. 극초단 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기,
    상기 극초단 레이저 빔을 복수개의 서브 빔으로 분기하는 분기 모듈,
    상기 복수개의 서브 빔이 조사되어 복수개의 세포 배양 홈이 형성되는 세포 배양판, 그리고
    상기 세포 배양판에 발생한 잔해를 제거하는 수직 에어 블로우
    를 포함하고,
    상기 수직 에어 블로우에서 발생하는 에어의 진행 방향은 상기 세포 배양 홈의 깊이 방향과 평행한 3차원 세포 배양체의 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 분기 모듈은
    상기 극초단 레이저 빔을 복수개의 서브 빔으로 분리하는 회절 광학 소자, 그리고
    상기 회절 광학 소자를 통과한 상기 서브 빔을 스캐닝하여 상기 서브 빔의 조사 위치를 조절하는 스캐너
    를 포함하는 3차원 세포 배양체의 제조 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 분기 모듈은
    상기 스캐너와 상기 세포 배양판 사이에 위치하며, 상기 서브 빔의 초점 거리를 조절하여 상기 서브 빔의 크기를 조절하는 스캔 광학계
    를 더 포함하는 3차원 세포 배양체의 제조 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 스캔 광학계를 이용하여 상기 세포 배양 홈의 내벽을 스텝 가공하는 3차원 세포 배양체의 제조 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 세포 배양판에는 복수개의 세포 배양 유닛이 형성되며,
    상기 세포 배양 유닛에는 복수개의 상기 세포 배양 홈이 형성되고,
    상기 스캐너를 이용하여 상기 세포 배양 유닛 내부에 상기 복수개의 세포 배양 홈을 비순차적으로 가공하는 3차원 세포 배양체의 제조 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 복수개의 세포 배양 홈 중 인접하는 세포 배양 홈은 순차적으로 가공하지 않는 3차원 세포 배양체의 제조 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 세포 배양판은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(Polyimide, PI), 유리 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 3차원 세포 배양체의 제조 장치.
  8. 극초단 레이저 빔을 발생시키는 단계,
    상기 극초단 레이저 빔을 분기 모듈에 통과시켜 복수개의 서브 빔으로 분기하는 단계,
    상기 복수개의 서브 빔을 세포 배양판에 조사하여 복수개의 세포 배양 홈을 동시에 형성하는 단계, 그리고
    수직 에어 블로우를 이용하여 상기 세포 배양판에 발생한 잔해를 제거하는 단계
    를 포함하는 3차원 세포 배양체의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 복수개의 서브 빔으로 분기하는 단계는
    회절 광학 소자를 이용하여 상기 극초단 레이저 빔을 복수개의 서브 빔으로 분리하는 단계,
    상기 서브 빔의 광 경로 상에 위치하는 간격 조절부를 이용하여 상기 회절 광학 소자를 통과한 상기 복수개의 서브 빔간의 간격을 조절하는 단계,
    시준기를 이용하여 상기 간격 조절부를 통과한 상기 복수개의 서브 빔을 서로 평행하게 하는 단계, 그리고
    스캐너를 이용하여 상기 시준기를 통과한 상기 복수개의 서브 빔을 스캐닝하여 상기 서브 빔의 조사 위치를 조절하는 단계, 그리고
    상기 스캐너와 상기 세포 배양판 사이에 위치하는 스캔 광학계를 이용하여 상기 서브 빔의 초점 거리를 조절하여 상기 서브 빔의 크기를 조절하는 단계
    를 포함하는 3차원 세포 배양체의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 세포 배양 홈을 형성하는 단계에서,
    상기 스캔 광학계를 이용하여 상기 서브 빔의 크기를 조절하면서 여러 번 조사하여 상기 세포 배양 홈의 내벽을 스텝 가공하는 3차원 세포 배양체의 제조 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 세포 배양판에는 복수개의 세포 배양 유닛이 형성되며,
    상기 세포 배양 유닛에는 복수개의 상기 세포 배양 홈이 형성되고,
    상기 스캐너를 이용하여 상기 세포 배양 유닛 내부에 상기 복수개의 세포 배양 홈을 비순차적으로 가공하는 3차원 세포 배양체의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 복수개의 세포 배양 홈 중 인접하는 세포 배양 홈은 순차적으로 가공하지 않는 3차원 세포 배양체의 제조 방법.
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