KR20200108696A - Capillary Blood Vessel embedded Artificial Tissue Composing Device for High Volume Artificial Tissue generation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3차원 프린터를 이용한 인공 조직 조성 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 미세 혈관을 포함하는 대단위 인공 조직을 조성하는 장치에 대한 것이다.The present invention relates to an artificial tissue composition apparatus using a three-dimensional printer, and more particularly, to an apparatus for forming a large-scale artificial tissue including micro blood vessels.
3차원 바이오 프린팅 기술은 살아있는 세포, 생체 단백질 및 생체 재료 등으로 이루어진 마이크로 패턴을 적층하여 3차원 인공조직이나 장기를 제작하는 의료기술이다.3D bioprinting technology is a medical technology that manufactures 3D artificial tissues or organs by laminating micropatterns made of living cells, biological proteins, and biological materials.
최근 3차원 바이오 프린터에 대한 비상한 관심에도 불구하고, 아직까지는 피부나 연골과 같은, 비교적 적은 영양분과 산소를 필요로 하는 조직에서만 일부 성공을 거두고 있다. 일반적으로 세포들은 혈관에서 150 ~ 200 μm 이상 떨어져 있을 경우, 영양분과 산소를 공급 받을 수 없게 된다. 대사 활동이 활발한 심장, 간, 신장과 같은 주요 장기들은 일반적인 세포들 보다 더 촘촘한 미세 혈관을 필요로 하게 된다. 따라서, 인공 장기가 보다 더 많은 환자들에게 치료 효과를 거두려면, 최대 간격이 200 μm 이하의 미세 혈관을 내포한 인공 조직을 수 cm3 이상의 대단위로 생성하는 것이 필수적이다.Despite the recent extraordinary interest in 3D bioprinters, some success has been achieved only in tissues that require relatively little nutrients and oxygen, such as skin and cartilage. In general, cells cannot receive nutrients and oxygen when they are 150 to 200 μm or more away from blood vessels. Major organs, such as the heart, liver, and kidneys, where metabolic activity is active, require finer blood vessels than normal cells. Therefore, in order for artificial organs to have a therapeutic effect on more patients, it is essential to create artificial tissues containing microvessels with a maximum interval of 200 μm or less in large units of several cm 3 or more.
도 1은 인공 미세 혈관 조직을 설명하기 위한 비교예이다.1 is a comparative example for explaining an artificial microvascular tissue.
도 1에 도시된 바와 같이 미세 혈관과 같은 형상의 속이 빈 튜브를 만드는 조성 장치에 관한 기술을 널리 알려져 있다. 200 μm 간격으로 여러 개의 미세 혈관을 내포한 인공 조직을 출력하기 위해서는 크게 두 가지 방법이 있다. 첫째는 수 μm 분해능으로 출력할 수 있는 단일 노즐로 복잡한 디자인의 3차원 조직을 출력하는 방법이고, 둘째는 여러 물질을 한 번에 출력할 수 있는 노즐로 한 번에 여러 개의 미세 혈관을 내포한 인공 조직을 출력하는 방법이다. 이중 첫번째 방법은 수 μm 분해능을 갖는 3차원 바이오 프린터의 구현이 기술적으로 어려울 뿐만 아니라, 구현된다 하더라도 대단위 인공 조직을 출력하기에는 많은 시간이 소요된다. 출력에 많은 시간이 소요되게 되면, 세포들이 출력 과정에서 괴사할 확률이 높아진다.As shown in FIG. 1, a technique related to a composition device for making a hollow tube shaped like a microvessel is widely known. There are two main methods to output artificial tissue containing several microvessels at 200 μm intervals. The first is a method of printing a complex design 3D tissue with a single nozzle capable of printing with a resolution of several μm, and the second is a nozzle that can print multiple materials at once, which is an artificial method containing several microvessels at once. This is how to print out the organization. The first method is not only technically difficult to implement a 3D bioprinter with a resolution of several μm, but even if implemented, it takes a lot of time to print a large-scale artificial tissue. If a lot of time is spent on printing, the probability that the cells will die during the printing process increases.
본 발명에서 제안하는 미세 혈관을 내포한 인공 조직 출력 노즐 시스템은 미세 층류를 3차원으로 구현하여 기존의 2차원 혹은 2.5차원으로 구현된 노즐 시스템과 비교하여 cm3 수준의 조직 출력이 가능한 기술로 기대된다. 대단위로 출력된 미세 혈관 내포 인공 조직이 이식 가능한 조직 형태로 장기간 배양이 가능해지면, 심장, 간, 신장, 등의 주요 장기에도 인공 조직이 활용될 수 있는 길을 제시할 것으로 기대된다.The artificial tissue output nozzle system including microvessels proposed in the present invention is expected to be a technology capable of printing tissue at the level of cm 3 compared to the conventional two-dimensional or 2.5-dimensional nozzle systems by implementing microscopic laminar flow in three dimensions. do. If the large-scale printed microvascular-enclosed artificial tissue can be cultured for a long time in the form of a transplantable tissue, it is expected to present a way for the artificial tissue to be used in major organs such as the heart, liver, kidneys, etc.
2차원 이상으로, 복수의 물질을 동시에 출력하는, 미세 혈관을 내장하는, 인공조직을 출력할 수 있는, 인공 조직 조성 장치를 제공한다.There is provided an artificial tissue composition apparatus capable of outputting an artificial tissue in which a plurality of substances are simultaneously output in two dimensions or more, in which micro blood vessels are embedded.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치는 서로 독립되어, 복수의 물질을 동시에 조성하는, 서로 다른 직경을 가진 적어도 두 종류의 미세 노즐을 포함하는 미세 노즐 다발; 및 상기 미세 노즐 다발을 기설정된 간격의 어레이로 내장하여, 인공조직용 물질을 조성하는 인공 조직 생성용 노즐;를 포함한다.An artificial tissue composition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a bundle of fine nozzles including at least two types of fine nozzles having different diameters, which are independent of each other and simultaneously form a plurality of substances; And a nozzle for generating an artificial tissue to form an artificial tissue material by embedding the bundle of fine nozzles in an array of predetermined intervals.
상기 인공 조직 조성 장치는 상기 복수의 물질을 독립적으로 공급하는 적어도 두 개의 공급부; 를 더 포함하고, 상기 각 미세노즐은 상기 공급부에 선택적으로 연결되어, 상기 복수의 물질을 각각 조성하는 것을 특징으로 한다.The artificial tissue composition apparatus includes at least two supply units for independently supplying the plurality of substances; It further comprises, wherein each of the micronozzles is selectively connected to the supply unit, characterized in that each composition of the plurality of materials.
상기 각 미세 노즐은 상기 물질을 출력하는 제1 직경의 제1 미세노즐부; 상기 공급부와 연결되어, 상기 제1 직경과 다른 제2 직경의 미세 공급부; 및 상기 제1 미세노즐부와 상기 미세 공급부를 연결하는 중간 미세 노즐을 포함한다.Each of the fine nozzles may include a first fine nozzle unit having a first diameter to output the material; A fine supply unit connected to the supply unit and having a second diameter different from the first diameter; And a medium fine nozzle connecting the first fine nozzle part and the fine supply part.
상기 각 미세 노즐은 기설정된 직경의 미세관 각각의 일단을 뾰족하게 형성하여 끝단을 잘라서 형성한 것일 수 있다. Each of the fine nozzles may be formed by sharply forming one end of each microtube having a predetermined diameter and cutting the end thereof.
상기 각 미세 노즐은 기설정된 직경의 폴리머 관이고, 상기 인공 조직 생성용 노즐의 일단에 기설정된 배열로 연결된 것일 수 있다.Each of the fine nozzles may be a polymer tube having a preset diameter, and may be connected to one end of the artificial tissue generating nozzle in a preset arrangement.
상기 각 미세 노즐은 반도체 공정으로 형성된 어레이로 생성되어 상기 공급부에 연결된 것일 수 있다.Each of the fine nozzles may be generated as an array formed by a semiconductor process and connected to the supply unit.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치의 제조 방법은 상기 인공 조직 생성용 노즐을 준비하는 단계; 각 미세 노즐의 일단을 소정의 각도로 식각하는 단계; 상기 식각된 일단에서 기설정된 직경이 되는 지점을 절단하는 단계; 및 상기 절단된 적어도 둘 이상의 미세 노즐을 기설정된 간격으로 상기 인공 조직 생성용 노즐의 직경 내에 배치하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an artificial tissue composition apparatus according to another embodiment of the present invention includes: preparing a nozzle for generating the artificial tissue; Etching one end of each fine nozzle at a predetermined angle; Cutting a point having a predetermined diameter at the etched end; And disposing the cut at least two fine nozzles at predetermined intervals within the diameter of the artificial tissue generating nozzle.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치의 제조 방법은 단결정 실리콘 웨이퍼에 단위 패턴을 제1 직경 간격으로 패터닝하는 단계; 상기 단위 패턴을 제외하고 상기 웨이퍼를 제1 깊이로 실리콘 옥사이드 식각(Etching)하는 단계; 식각된 상기 웨이퍼를 열산화(Thermal Oxidation)하고, 상기 소정의 깊이의 단위 패턴을 실리콘 옥사이드 식각하는 단계; 상기 식각한 웨이퍼를 제2 깊이로 염기성 용액으로 비등방성 습식 식각(Wet etching)하는 단계; 상기 습식 식각 후 상기 실리콘 옥사이드 식각을 제거하여 상기 미세 노즐을 형성하는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing an artificial tissue composition apparatus according to another embodiment of the present invention includes the steps of patterning a unit pattern on a single crystal silicon wafer at first diameter intervals; Etching the wafer to a first depth except for the unit pattern; Thermal oxidation of the etched wafer and etching the unit pattern of the predetermined depth with silicon oxide; Anisotropic wet etching of the etched wafer with a basic solution to a second depth; And forming the fine nozzle by removing the silicon oxide etching after the wet etching.
상기 습식 식각은 상기 제1 직경이 점점 넓어져서 제2 직경을 갖도록 식각하는 것일 수 있다. The wet etching may be etching so that the first diameter becomes wider and thus has a second diameter.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치의 제조 방법은 단결정 실리콘 웨이퍼의 일면에 제1 단위 패턴을 제1 직경 간격으로 패터닝하는 단계; 상기 제1 단위 패턴을 제외한 나머지 제1 영역을 제1 깊이로 습식 식각하는 단계; 상기 웨이퍼의 타면에 습식 식각된 상기 제1 영역에 대응되는 제2 단위 패턴을 제2 직경 간격으로 패터닝하는 단계; 상기 제2 단위 패턴을 제외한 나머지 제2 영역을 제2 깊이로 식각하는 단계; 및 상기 패터닝 물질을 제거하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an artificial tissue composition device according to another embodiment of the present invention includes patterning a first unit pattern on one surface of a single crystal silicon wafer at a first diameter interval; Wet etching the remaining first area except for the first unit pattern to a first depth; Patterning a second unit pattern corresponding to the first region wet etched on the other surface of the wafer at a second diameter interval; Etching a second area other than the second unit pattern to a second depth; And removing the patterning material.
상기 식각은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 관통되도록 식각하는 것일 수 있다.The etching may be performed so as to penetrate the first region and the second region.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치의 제조 방법은 상기 인공 조직 생성용 노즐을 준비하는 단계; 상기 인공 조직 생성용 노즐의 일단에 적어도 하나의 상기 미세 노즐을 기설정된 배열로 삽입하는 단계; 및 상기 삽입된 미세 노즐을 상기 인공 조직용 노즐의 일단에 접착하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.A method of manufacturing an artificial tissue composition apparatus according to another embodiment of the present invention includes: preparing a nozzle for generating the artificial tissue; Inserting at least one fine nozzle into one end of the artificial tissue generating nozzle in a predetermined arrangement; And bonding the inserted fine nozzle to one end of the artificial tissue nozzle.
본 발명의 실시예들에 따른 인공조직 조성 장치 및 방법에 따르면, 두 개 이상의 독립된 미세 혈관을 갖는 인공 조직을 출력할 수 있고, 각 미세 혈관은 복수의 물질을 동시에 출력할 수 있는 효과가 있다.According to the apparatus and method for creating an artificial tissue according to embodiments of the present invention, it is possible to output an artificial tissue having two or more independent microvessels, and each microvessel can output a plurality of substances at the same time.
본 발명의 실시예들에 따른 인공조직 조성 장치 및 방법에 따르면, 3차원 층류(Laminar Flow)를 구현할 수 있는 미세 혈관을 갖는 인공 조직을 출력할 수 있다.According to the apparatus and method for creating an artificial tissue according to embodiments of the present invention, it is possible to output an artificial tissue having microvessels capable of implementing a three-dimensional laminar flow.
본 발명의 실시예들에 따른 인공조직 조성 장치 및 방법에 따르면, 수 cm3 수준의 인공 조직을 출력할 수 있다.According to the apparatus and method for creating an artificial tissue according to embodiments of the present invention, it is possible to output an artificial tissue of several cm 3 .
본 발명의 실시예들에 따른 인공조직 조성 장치 및 방법에 따르면, 대단위로 출력된 미세 혈관 내포 인공 조직을 이식 가능한 조직 형태로 출력하여 배양할 수 있다.According to the apparatus and method for creating artificial tissues according to embodiments of the present invention, the artificial tissue containing microvessels output in large units may be output and cultured in the form of a tissue that can be transplanted.
도 1은 인공 미세 혈관 조직을 설명하기 위한 비교예이다.
도 2는 본 발명에 따른 인공 조직 조성 장치의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치를 나타낸 것이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치를 나타낸 것이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 반도체 공정방법에 따른 인공 조직 조성 장치의 일 예를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6의 인공 조직 조성 장치의 제조방법의 일 예를 설명하기 위한 것이다.
도 8은 도 6의 인공 조직 조성 장치의 제조방법의 다른 예를 설명하기 위한 것이다.
도 9는 도 2의 인공 조직 조성 장치의 다양한 실시 예를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 반도체 공정방법에 따른 인공 조직 조성 장치의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 11은 도 10의 인공 조직 조성 장치의 제조방법을 설명하기 위한 것이다.1 is a comparative example for explaining an artificial microvascular tissue.
Figure 2 shows an example of an artificial tissue composition device according to the present invention.
3 shows an artificial tissue composition apparatus according to the first embodiment.
4 shows an apparatus for forming an artificial tissue according to a second embodiment.
5 shows an apparatus for forming an artificial tissue according to a third embodiment.
6 shows an example of an artificial tissue composition apparatus according to the semiconductor processing method of the present invention.
7 is for explaining an example of a method of manufacturing the artificial tissue composition device of FIG.
8 is for explaining another example of the manufacturing method of the artificial tissue composition device of FIG.
9 shows various embodiments of the artificial tissue composition apparatus of FIG. 2.
10 shows another example of an artificial tissue composition apparatus according to the semiconductor processing method of the present invention.
11 is for explaining a method of manufacturing the artificial tissue composition device of FIG.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be interpreted as generally understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, and is excessively comprehensive. It should not be construed as a human meaning or an excessively reduced meaning. In addition, when a technical term used in the present invention is an incorrect technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be replaced with a technical term that can be correctly understood by those skilled in the art. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or according to the context before and after, and should not be interpreted as an excessively reduced meaning.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression used in the present invention includes a plurality of expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various elements or various steps described in the invention, and some of the elements or some steps are included. It should be interpreted that it may not be, or may further include additional components or steps.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.
먼저 본 발명의 바람직한 실시형태의 인공 조직 조성 장치에 대해 설명한다. First, an artificial tissue composition apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
도 2는 본 발명에 따른 인공 조직 조성 장치의 일 예를 나타낸 것이다.Figure 2 shows an example of an artificial tissue composition device according to the present invention.
도 2를 참조하면, 인공 조직 조성 장치(1000)는 복수의 독립된 미세혈관을 갖는 인공조직을 조성할 수 있는 조성 장치이다. 인공 조직 조성 장치(1000)는 인공조직용 노즐(100) 및 복수의 미세 노즐(200-1 내지 200-5)를 포함한다. 본 발명의 복수의 미세 노즐은 입체적 층류(Laminar flow)를 구현할 수 있다.Referring to FIG. 2, the artificial
복수의 미세 노즐(200) 각각은 제1 미세노즐부, 중간 미세노즐부 및 제2 미세노즐부를 포함한다. 중간 미세노즐부는 기설정된 소정의 각도로 제1 직경에서 제2 직경으로 넓어지거나 좁아지는 뿔(Cone) 또는 절두체(frustum) 형태로 구현되어, 서로 다른 소정의 미세 직경을 가지는 제1 미세노즐부와 제2 미세노즐부를 연결할 수 있다. Each of the plurality of
도시되지는 않았으나 미세노즐 각각의 동일 위치에서의 직경은 다양한 실시예에 따라 모두 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있으며, 또는, 동일한 성질의 미세노즐들끼리만 동일하고 다른 성질의 미세노즐들과는 다른 직경을 가질 수 있다.Although not shown, the diameter at the same position of each of the micronozzles may be the same or different from each other according to various embodiments, or, only micronozzles of the same property are the same and have a different diameter from the micronozzles of other properties. Can have.
인공 조직 생성용 노즐(100)은 복수의 미세노즐 모두를 포함하고, 모든 미세노즐을 합한 직경보다 더 큰 직경을 가진다. 일 예로 인공 조직 생성용 노즐(100)은 미세 노즐을 기설정된 간격의 어레이로 내장할 수 있다. 다른 예로 인공 조직 생성용 노즐(100)은 인공 조직의 특성에 따른 배치로 복수의 미세 노즐을 내장할 수 있다. The artificial
도 2에 도시된 인공 조직 생성용 노즐(100) 내 미세 노즐들(200)은 단면 기준으로 일렬로 배치되어 있으나, 인공 조직의 특성에 기초하여 미세 노즐(200)은 일렬이 아닌 삼각형 또는 다양한 형태의 어레이로 배치될 수 있고, 이로 인하여 입체적 층류를 형성할 수 있는 효과가 있다.Although the
도 3은 제1 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치를 나타낸 것이다.3 shows an artificial tissue composition apparatus according to the first embodiment.
도 3(a)를 참조하면,인공 조직 조성 장치(1100)는 인공 조직 생성용 노즐(100) 및 미세 노즐(210)을 포함한다. 인공 조직 생성용 노즐(100)은 A라는 바이오 잉크가 공급되고, 미세 노즐(210)은 B라는 바이오 잉크가 공급된다. 미세 노즐(210)은 일단은 하나의 물질이 공통적으로 공급되나 타단으로 가는 중간에 복수의 미세 노즐로 나뉘어서 출력된다. 이때 잉크 공급부에 연결된 상기 일단은 일 실시예에 따라 나뉘어진 복수의 미세 노즐의 직경의 합보다 작을 수도 있고, 다른 실시예에 따라 나뉘어진 복수의 미세 노즐의 직경의 합과 같을 수도 있으며, 또다른 실시예에 따라 나뉘어진 복수의 미세 노즐의 직경의 합보다 클 수도 있다. 다만 어느 실시예에 따르더라도 인공 조직 생성용 노즐(100)의 직경 내에 내장되는 직경이어야 한다.Referring to FIG. 3(a), the artificial
도 3(b)의 단면(310)을 보면, A는 100을 통해 공급되고, B는 210-1을 통해 공급된다. 도 3에 도시하지는 않았으나, 별도의 미세 노즐을 통해 410-1로 C라는 바이오 잉크를 함께 출력할 수 있다.Looking at the
도 3의 실시예에 따르면, 본 인공 조직 조성 장치로 인공 조직을 출력할 경우 여러 종류의 물질을 한 번에 출력할 수 있는 입체적인 층류가 구현된 인공조직을 제조할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of FIG. 3, when the artificial tissue is output by the artificial tissue composition device, there is an effect of manufacturing an artificial tissue having a three-dimensional laminar flow capable of outputting various types of materials at once.
도 4는 제2 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치를 나타낸 것이다.4 shows an apparatus for forming an artificial tissue according to a second embodiment.
도 4(a)를 참조하면, 인공 조직 조성 장치(1200)는 인공 조직 생성용 노즐(100) 및 미세 노즐(220)을 포함한다. 인공조직 생성용 노즐(100)은 A라는 바이오 잉크가 공급되고, 미세 노즐(220)은 A와 다른 바이오 잉크가 공급된다.Referring to FIG. 4A, the artificial
미세 노즐(220)은, 먼저 소정 직경의 미세 관 각각의 일단을 뾰족하게 형성하여 끝단이 일정한 직경(상기 소정 직경보다 작은)을 가지도록 자른 후, 이러한 형성 과정을 마친 적어도 하나 이상의 관을 여러개 합쳐서 형성할 수 있다. 이때 각 미세 관 간의 배열 형태는 인공 조직의 특성에 따라 다양하게 소정의 배열로 합쳐서 형성한다. 즉, 인공 조직의 특성에 따른 입체적 층류를 형성한다. The
일 예로, 형성된 미세 노즐(220) 다발을 인공 조직 생성용 노즐(100)의 막힌 일단에 꽂는 방법으로 내장할 수도 있고, 다른 예로, 형성된 미세 노즐(220) 다발을 먼저 만들고, 인공 조직 생성용 노즐(100)을 이후에 형성하되 상기 미세 노즐 다발을 감싸는 방법으로 내장할 수도 있다.As an example, the formed bundle of
도 4(b)의 단면(320)을 보면, A는 100을 통해 공급되고, B는 220-1을 통해 공급된다. 도 4에는 두 개의 미세노즐 다발을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 다양한 실시예에 따라 하나의 미세노즐 또는 두 개 이상의 미세노즐을 인공조직생성용 노즐에 내장할 수 있다.Looking at the
즉, 미세 노즐(220)은 서로 독립된 미세 관의 다발로 형성될 수 있고, 일 실시예로 각각의 미세 관에는 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이 B라는 바이오 잉크가 공급될 수 있다. 다른 실시예로 각각의 미세 관에는 도시된 바와 달리 B라는 바이오 잉크 뿐 아니라 각각 다른 물질의 바이오 잉크가 선택적으로 공급될 수도 있다.That is, the
도 5는 제3 실시예에 따른 인공 조직 조성 장치를 나타낸 것이다.5 shows an apparatus for forming an artificial tissue according to a third embodiment.
도 5(a)를 참조하면, 인공 조직 조성 장치(1300)는 인공 조직 생성용 노즐(100) 및 미세 노즐(230-1)을 포함한다. 인공 조직 생성용 노즐(100)은 A라는 바이오 잉크가 공급되고, 미세 노즐(230)에는 B라는 바이오 잉크가 공급된다.Referring to FIG. 5(a), the artificial
미세 노즐(230-1)은 일 예로 소정 직경의 폴리머 관을 소정 배열의 다발로 합쳐서 형성할 수도 있다. 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 미세 노즐(230-1)은 적어도 하나 이상의 폴리머 관(230-1)을 미세노즐 공급부(230)에 꽂아서 형성할 수 있다.The fine nozzle 230-1 may be formed by combining polymer tubes having a predetermined diameter into bundles of a predetermined arrangement, for example. As shown in FIG. 5A, the fine nozzle 230-1 may be formed by inserting at least one polymer tube 230-1 into the fine
인공 조직 생성용 노즐(100)은 일 예로, 형성된 미세 노즐 공급관(230) 및 미세 노즐 다발(230-1)을 인공 조직 생성용 노즐(100)의 막힌 일단에 꽂는 방법으로 내장할 수도 있다. 다른 예로, 양단이 열린 인공 조직 생성용 노즐(100)의 일단에 미세 노즐 공급관(230) 및 미세 노즐 다발(230-1)을 소정의 깊이로 삽입한 뒤, 상기 일단의 미세 노즐 공급관(230)을 제외한 나머지 단면을 막는 방법으로 내장할 수도 있다. 또다른 예로, 형성된 미세 노즐(230) 다발을 먼저 만들고, 인공 조직 생성용 노즐(100)을 이후에 형성하되 상기 미세 노즐 다발을 감싸는 방법으로 내장할 수도 있다.The artificial
또다른 실시예로, 도시되지는 않았으나 미세 노즐(230)은 서로 독립된 복수의 미세 공급관 및 이에 각각 연결된 폴리머 관 다발로 형성되어 인공 조직 생성용 노즐(100)에 포함될 수 있다. 이 경우 각각의 미세 공급관에는 각각 다른 물질의 바이오 잉크가 선택적으로 공급될 수 있다. 즉, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 배열된 단면을 가지면서, 각각 서로 다른 물질을 폴리머관에서 출력할 수 있다.In another embodiment, although not shown, the
도 6은 본 발명의 반도체 공정방법에 따른 인공 조직 조성 장치의 일 예를 나타낸 것이다.6 shows an example of an artificial tissue composition apparatus according to the semiconductor processing method of the present invention.
한편, 인공 조직 조성 장치는 반도체 어레이 공정으로 형성될 수 있다. 도 6(a)에 도시된 인공 조직 조성 장치의 측 단면을 보면, R1의 가는 미세 노즐, R1에서 R2로 변화하면서 제1 직경과 연결된 중간 미세 노즐 및 중간 미세 노즐 복수 개와 연결되어 R3을 가진 관으로서 바이오 잉크를 공급하는 미세 공급부, 및 인공 조직 생성용 노즐(100)을 포함한다. 도 6의 실시예에서 중간 미세 노즐은 깔때기 형태로 도시되었으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 원통형, 다각 기둥형 등 다양한 형태로도 구현이 가능하다.On the other hand, the artificial tissue composition device may be formed by a semiconductor array process. Looking at the side cross-section of the artificial tissue composition device shown in FIG. 6(a), a thin fine nozzle of R1, a medium fine nozzle connected to the first diameter while changing from R1 to R2, and a tube connected to a plurality of medium fine nozzles and having R3 It includes a fine supply unit for supplying bio-ink, and a
도 6(b)에 도시된 인공 조직 조성 장치의 정 단면을 보면, 제1 직경의 가는 미세 노즐(200)이 기설정된 어레이 배열로 인공 조직 생성용 노즐(100) 내에 내장되어 있다. 이러한 인공 조직 조성 장치는 실시예에 따라 도 7 또는 도 8에 따른 제조방법으로 제조할 수 있다.Looking at the front cross-section of the artificial tissue forming apparatus shown in FIG. 6(b), a
도 7은 도 6의 인공 조직 조성 장치의 제조방법의 일 예를 설명하기 위한 것이다.7 is for explaining an example of a method of manufacturing the artificial tissue composition device of FIG.
도 7을 참조하면, 먼저 (a) 기판(sub)이 되는 단결정 실리콘 웨이퍼를 클리닝한다. Referring to FIG. 7, first (a) a single crystal silicon wafer serving as a substrate (sub) is cleaned.
(b) 클리닝된 기판에 DRIE공정을 위한 마스크로서 SiO2로 패터닝한다. 이때 마스크는 미세 노즐에서 물질이 출력되는 일단, R1 직경의 패턴이 소정 어레이로 배열된 형태일 수 있다.(b) The cleaned substrate is patterned with SiO 2 as a mask for the DRIE process. At this time, the mask may have a shape in which a pattern having a diameter of R1 is arranged in a predetermined array at one end from which the material is output from the fine nozzle.
(c) 패터닝된 웨이퍼에 DRIE(Depp Reactive-ion Etching) 공정을 수행하면 소정의 깊이(d1)로 복수의 홈이 생성된다. (d) 복수의 홈이 생성된 웨이퍼를 열 산화(Thermal Oxidation) 처리한 후 (e) 실리콘 옥사이드(SiO2)식각한다. 이때 홈의 저면에 산화되었던 SiO2가 주로 식각된다.(c) When a DRIE (Depp Reactive-ion Etching) process is performed on the patterned wafer, a plurality of grooves are generated with a predetermined depth d1. (d) The wafer having a plurality of grooves is subjected to thermal oxidation (Thermal Oxidation) treatment, and then (e) silicon oxide (SiO 2 ) is etched. At this time, the oxidized SiO 2 on the bottom of the groove is mainly etched.
(f) (e)의 식각 후 소정의 깊이 d2로 염기성 용액으로 비등방성 습식 식각(Wet Etching)하면, 홈의 저면이 R1 직경에서 소정의 각도로 경사지면서 넓어지며 R2 직경이 되도록 형성한다.(f) After etching in (e), when anisotropic wet etching is performed with a basic solution to a predetermined depth d2, the bottom surface of the groove is inclined at a predetermined angle from the diameter of R1 and widens, forming a diameter of R2.
(g) 습식 식각 후 마스크의 저면이 관통되도록 실리콘 옥사이드(SiO2)를 제거한다.(g) After wet etching, silicon oxide (SiO 2 ) is removed so that the bottom of the mask is penetrated.
(a) 내지 (g)와 같은 과정을 거쳐 미세 노즐 다발을 형성하고, 형성된 미세노즐 다발의 타단을 미세 공급관에 연결한 후, 인공 장기용 노즐에 내장하면 미세 노즐 다발의 일단을 통해 복수의 물질을 동시에 출력할 수 있다.After forming a bundle of fine nozzles through the same process as (a) to (g), connecting the other end of the formed micro-nozzle bundle to a micro supply pipe, and then embedding it in a nozzle for an artificial organ, a plurality of substances are transferred through one end of the micro-nozzle bundle. It can be printed at the same time.
도 8은 도 6의 인공 조직 조성 장치의 제조방법의 다른 예를 설명하기 위한 것이다. 도 8은 도 7과 비교하면, 도 7과 유사한 제조 방법을 사용하나, 미세 노즐 다발을 형성하는 그 방향이 반대인 경우의 실시 예이다.8 is for explaining another example of the manufacturing method of the artificial tissue composition device of FIG. 8 is an example in which a manufacturing method similar to that of FIG. 7 is used, but the direction of forming the fine nozzle bundle is opposite to that of FIG. 7.
도 8을 참조하면, (a) 기판(sub)이 되는 단결정 실리콘 웨이퍼를 클리닝한다. Referring to FIG. 8, (a) a single crystal silicon wafer serving as a substrate sub is cleaned.
(b) 클리닝된 기판에 DRIE공정을 위한 마스크로서 SiO2로 패터닝한다. 이때 마스크는 미세 노즐 중 잉크가 공급되는 타단인 R2 직경으로, 마스크를 제외한 나머지 부분을 도포하여 패터닝한다.(b) The cleaned substrate is patterned with SiO 2 as a mask for the DRIE process. At this time, the mask has a diameter of R2, which is the other end to which ink is supplied among the fine nozzles, and the rest of the mask is applied and patterned.
(c) 패터닝된 웨이퍼에 DRIE(Depp Reactive-ion Etching) 공정을 수행하면 소정의 깊이로 복수의 홈이 생성된다. (d) 복수의 홈이 생성된 웨이퍼를 열 산화(Thermal Oxidation) 처리한 후 (e) 실리콘 옥사이드(SiO2)식각한다. 이때 홈의 저면에 산화되었던 SiO2가 주로 식각된다.(c) When a DRIE (Depp Reactive-ion Etching) process is performed on the patterned wafer, a plurality of grooves are generated with a predetermined depth. (d) The wafer having a plurality of grooves is subjected to thermal oxidation (Thermal Oxidation) treatment, and then (e) silicon oxide (SiO 2 ) is etched. At this time, the oxidized SiO 2 on the bottom of the groove is mainly etched.
(f) (e)의 식각 후 소정의 깊이로 다시 DRIE 공정을 수행하고, (g) 실리콘을 염기성 용액으로 비등방성 식각하면 홈의 직경이 R2에서 R1으로 소정의 각도로 경사지면서 좁아지며 형성된다. (h)실리콘 식각 후 마스크의 저면이 관통되도록 실리콘 옥사이드(SiO2)를 제거한다.(f) After the etching in (e), the DRIE process is performed again to a predetermined depth, and (g) when silicon is anisotropically etched with a basic solution, the diameter of the groove becomes narrow and inclined at a predetermined angle from R2 to R1. . (h) After silicon etching, silicon oxide (SiO 2 ) is removed so that the bottom surface of the mask is penetrated.
(a) 내지 (g)와 같은 과정을 거쳐 미세 노즐 다발을 형성하고, 형성된 미세노즐 다발의 타단을 미세 공급관에 연결한 후, 인공 조직 생성용 노즐에 내장하여 미세 노즐의 일단을 통해 적어도 하나의 물질을 동시에 출력할 수 있다.After forming a bundle of fine nozzles through the same process as (a) to (g), and connecting the other end of the formed micro-nozzle bundle to a micro-supplying pipe, it is embedded in the nozzle for artificial tissue generation and at least one Materials can be printed simultaneously.
도 9는 도 1의 인공 조직 조성 장치의 다양한 실시예를 나타낸 것이다.9 shows various embodiments of the artificial tissue composition apparatus of FIG. 1.
도 3 내지 도 5, 도 7 또는 도 8의 제조 방법에 따라 형성된 미세 노즐 다발은, 도 9에 도시된 바와 같이 단면이 다양한 실시 예로 구현될 수 있다. A bundle of fine nozzles formed according to the manufacturing method of FIGS. 3 to 5, 7 or 8 may have various cross-sections as illustrated in FIG. 9.
일 예로 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 인공 조직 조성 장치는 두 개의 제1 미세노즐(검은색 원)로부터 제1 물질이, 나머지 제2 미세노즐(빗금친 원)로부터 제2 물질이 공급될 수 있다. 이때 제1 미세 노즐 및 제2 미세 노즐을 모두 포함한 인공 조직 생성용 노즐을 통해 인공 조직용 물질도 함께 공급될 수 있다.As an example, as shown in Fig. 9(a), in the artificial tissue composition device, a first material is transferred from two first micronozzles (black circles) and a second material is transferred from the remaining second micronozzles (hatched circles). Can be supplied. In this case, a material for artificial tissue may also be supplied through a nozzle for generating artificial tissue including both the first fine nozzle and the second fine nozzle.
일 예로 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 인공 조직 조성 장치는 세 개의 제1 미세노즐(검은색 원)로부터 제1 물질이, 나머지 제2 미세노즐(빗금친 원)로부터 제2 물질이 공급될 수 있다. 이때 제1 미세 노즐 및 제2 미세 노즐을 모두 포함한 인공 조직 생성용 노즐을 통해 인공 조직용 물질도 함께 공급될 수 있다.As an example, as shown in Fig. 9(b), in the artificial tissue composition apparatus, the first material is transferred from the three first micronozzles (black circles), and the second material is transferred from the remaining second micronozzles (hatched circles). Can be supplied. In this case, a material for artificial tissue may also be supplied through a nozzle for generating artificial tissue including both the first fine nozzle and the second fine nozzle.
한편 본 발명의 범위가 도시된 바에 한정되지는 아니하고, 둘 이상의 물질이 미세 노즐을 통해 선택적으로 출력될 수 있음은 자명하다 할 것이다.Meanwhile, it will be apparent that the scope of the present invention is not limited to what is shown, and that two or more substances can be selectively output through a fine nozzle.
도 10은 본 발명의 반도체 공정방법에 따른 인공 조직 조성 장치의 다른 예를 나타낸 것이다.10 shows another example of an artificial tissue composition apparatus according to the semiconductor processing method of the present invention.
도 10을 참조하면, 먼저 (a) 기판(sub)이 되는 단결정 실리콘 웨이퍼를 클리닝한다. Referring to FIG. 10, first (a) a single crystal silicon wafer that becomes a substrate (sub) is cleaned.
(b) 클리닝된 기판의 상면에 Si3N4로 패터닝한다. 이때 마스크는 제1 미세 노즐에서 물질이 공급되는 일단, R2 직경의 패턴이 소정 어레이로 배열된 형태일 수 있다.(b) Si 3 N 4 is patterned on the upper surface of the cleaned substrate. At this time, the mask may have a shape in which a pattern having a diameter R2 at one end of which the material is supplied from the first fine nozzle is arranged in a predetermined array.
(c) 패터닝된 웨이퍼에 소정의 깊이 d2로 염기성 용액으로 비등방성 습식 식각(Wet Etching)하면 홈의 저면이 R2 직경에서 소정의 각도로 경사지면서 좁아지며 R1 직경이 되도록 형성한다.(c) When the patterned wafer is anisotropically wet etched with a basic solution to a predetermined depth d2, the bottom surface of the groove is inclined and narrowed at a predetermined angle from the R2 diameter, forming a diameter of R1.
(d) 기판 뒤집어서, 기판의 후면을 Si3N4로 패터닝한다. 패터닝되는 마스크는 기판의 상면에 형성된 홈의 저면 및 홈이 형성되지 않은 상면이 대향되도록 얼라인(align)하여 패터닝한다. 후면의 마스크는 실시예에 따라 동일한 직경(R1)의 패턴만 있을 수도 있고, 서로 다른 직경의 패턴들이 포함될 수 있다.(d) The substrate is turned over, and the rear surface of the substrate is patterned with Si 3 N 4 . The patterned mask is patterned by aligning the bottom surface of the groove formed on the upper surface of the substrate and the upper surface where the groove is not formed to face each other. Depending on the embodiment, the rear mask may have only patterns of the same diameter R1, or patterns of different diameters may be included.
(e) 패터닝된 기판에 DRIE 공정을 수행한다. 마스크된 패턴에 따라 기판의 후면부터 기판의 상면까지 관통된다. (e) Perform a DRIE process on the patterned substrate. It penetrates from the rear surface of the substrate to the upper surface of the substrate according to the masked pattern.
(f) (e)공정 후 Si3N4를 제거한다.(f) Si 3 N 4 is removed after step (e).
(a) 내지 (f)와 같은 과정을 거쳐 두 종류의 미세 노즐 다발을 형성하고, 형성된 미세노즐 다발의 타단을 미세 공급관에 연결한 후, 인공 조직 생성용 노즐에 내장하면 미세 노즐 다발의 일단을 통해 복수의 물질을 동시에 출력할 수 있다.After forming two kinds of fine nozzle bundles through the same process as (a) to (f), connecting the other end of the formed fine nozzle bundle to the micro supply pipe, and then embedding it in the nozzle for artificial tissue generation, one end of the fine nozzle bundle is removed. Through this, a plurality of substances can be simultaneously output.
도 11은 도 10의 인공 조직 조성 장치의 제조방법을 설명하기 위한 것이다.11 is for explaining the manufacturing method of the artificial tissue composition device of FIG.
도 11을 참고하면, 인공 조직 조성 장치는 3개의 물질을 동시에 공급할 수도 있다. 인공조직용 노즐은 A물질을 공급하고 제1 미세노즐은 B물질을 공급하고, 제1 미세노즐과 독립된 제2 미세노즐은 C물질을 공급할 수 있다.Referring to FIG. 11, the artificial tissue composition device may supply three materials simultaneously. The artificial tissue nozzle may supply A material, the first micronozzle supplies B material, and the second micronozzle independent from the first micronozzle may supply C material.
도 11의 인공 조직 조성 장치는 반도체 어레이 공정으로 형성될 수 있다. 도 11(a)에 도시된 인공 조직 조성 장치의 측 단면을 보면, R1의 가는 제1 미세 노즐, R1에서 R2로 변화하면서 제1 직경과 연결된 제1 중간 미세 노즐 및 상기 제1 중간 미세 노즐 복수 개와 연결되어 R3을 가진 관으로서 바이오 잉크를 공급하는 제1 미세 공급부, 및 인공조직용 노즐(A)을 포함한다. 또한, 제2 중간 미세 노즐도 제1 중간 미세 노즐과 유사한 형태로 R4 직경의 가는 미세 노즐, R5 직경의 제2 미세 공급부로 연결되어 C물질을 공급할 수 있다.The artificial tissue composition device of FIG. 11 may be formed through a semiconductor array process. Looking at the side cross-section of the artificial tissue composition device shown in FIG. 11(a), a first fine nozzle of R1, a first medium fine nozzle connected to a first diameter while changing from R1 to R2, and a plurality of the first medium fine nozzles It includes a first micro-supplying unit for supplying bio-ink as a tube connected to the dog and having R3, and a nozzle (A) for artificial tissue. In addition, the second medium fine nozzle may also be connected to a thin fine nozzle having a diameter of R4 and a second fine supply unit having a diameter of R5 in a similar form to the first medium fine nozzle to supply the C material.
도 11(b)에 도시된 인공 조직 조성 장치의 정 단면을 보면, R1 직경의 가는 제1 미세 노즐 및 R4 직경의 제2 중간 미세노즐이 기설정된 어레이 배열로 인공 조직 생성용 노즐 내에 내장되어 있다. Looking at the front cross-section of the artificial tissue composition device shown in FIG. 11(b), a first fine nozzle with a diameter of R1 and a second intermediate fine nozzle with a diameter of R4 are embedded in the nozzle for generating artificial tissue in a predetermined array arrangement. .
그 결과, 본 발명의 실시예들에 따른 인공조직 조성 장치에 따르면, 두 개 이상의 독립된 미세 혈관을 갖는 인공 조직을 출력할 수 있고, 3차원 층류(Laminar Flow)를 구현할 수 있는 미세 혈관을 갖는 인공 조직을 출력할 수 있다. 또한 종래의 2차원 또는 2.5차원에 비해 cm3 수준의 인공 조직을 출력할 수 있으며, 대단위로 출력된 미세 혈관 내포 인공 조직을 이식 가능한 조직 형태로 출력하여 배양할 수 있다.As a result, according to the artificial tissue composition apparatus according to the embodiments of the present invention, artificial tissue having two or more independent microvessels can be output, and an artificial having microvessels capable of realizing three-dimensional laminar flow. Organization can be printed. In addition, it is possible to output an artificial tissue of cm 3 level compared to a conventional two-dimensional or 2.5-dimensional, and can be cultured by outputting the artificial tissue containing microvessels that are output in large units in the form of an implantable tissue.
본 발명은 관련 분야의 기본적인 소양이 있는 사람이라면 쉽게 3차원 바이오 프린터의 출력용 노즐로 응용될 수 있음을 알 수 있다. 따라서 본 발명은 3차원 바이오 프린터에 응용하는 내용을 포함한다고 할 것이다.It can be seen that the present invention can be easily applied as a nozzle for output of a 3D bioprinter for anyone with basic knowledge in the related field. Therefore, it will be said that the present invention includes content applied to a 3D bioprinter.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다.Features, structures, effects, and the like described in the above-described embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment may be combined or modified for other embodiments by a person having ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong.
따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention. In addition, although the embodiments have been described above, these are only examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications not illustrated are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
1000,1100,1200,1300 : 인공조직 조성 장치
100 : 인공조직 생성용 노즐
200,210,220,230,410 : 미세노즐
310,320,330 : 인공조직 생성용 노즐의 단면1000,1100,1200,1300: artificial tissue creation device
100: nozzle for creating artificial tissue
200,210,220,230,410: fine nozzle
310,320,330: cross section of the nozzle for creating artificial tissue
Claims (10)
상기 미세 노즐 다발을 기설정된 간격의 어레이로 내장하여, 인공조직용 물질을 조성하는 인공 조직 생성용 노즐;를 포함하는 인공 조직 조성 장치.A bundle of fine nozzles including at least two types of fine nozzles having different diameters that are independent of each other and simultaneously form a plurality of substances; And
Artificial tissue composition apparatus comprising a; built-in the array of the fine nozzle bundles at a predetermined interval, artificial tissue generating nozzles for forming an artificial tissue material.
상기 복수의 물질을 독립적으로 공급하는 적어도 두 개의 공급부; 를 더 포함하고,
상기 각 미세노즐은 상기 공급부에 선택적으로 연결되어, 상기 복수의 물질을 각각 조성하는 것인, 인공 조직 조성 장치.The method of claim 1, wherein the artificial tissue composition device
At least two supply units independently supplying the plurality of substances; Including more,
Each of the micronozzles is selectively connected to the supply unit to form each of the plurality of substances, artificial tissue composition apparatus.
상기 물질을 출력하는 제1 직경의 제1 미세노즐부;
상기 공급부와 연결되어, 상기 제1 직경과 다른 제2 직경의 미세 공급부; 및
상기 제1 미세노즐부와 상기 미세 공급부를 연결하는 중간 미세 노즐을 포함하는 것인, 인공 조직 조성 장치. The method of claim 2, wherein each fine nozzle
A first micronozzle portion having a first diameter outputting the material;
A fine supply unit connected to the supply unit and having a second diameter different from the first diameter; And
The artificial tissue composition apparatus comprising a medium fine nozzle connecting the first fine nozzle part and the fine supply part.
기설정된 직경의 미세관 각각의 일단을 뾰족하게 형성하여 끝단을 잘라서 형성한 것인, 인공 조직 조성 장치.The method of claim 1, wherein each fine nozzle
One end of each microtubule of a preset diameter is sharply formed and the end is cut to form an artificial tissue composition device.
기설정된 직경의 폴리머 관이고,
상기 인공 조직 생성용 노즐의 일단에 기설정된 배열로 연결된 것인, 인공 조직 조성 장치.The method of claim 1, wherein each fine nozzle
It is a polymer tube of a predetermined diameter,
One end of the artificial tissue generating nozzle is connected in a predetermined arrangement, artificial tissue composition.
반도체 공정으로 형성된 어레이로 생성되어 상기 공급부에 연결된 것인, 인공 조직 조성 장치.The method of claim 2, wherein each of the fine nozzles
The artificial tissue composition device is generated as an array formed by a semiconductor process and connected to the supply unit.
상기 인공 조직 생성용 노즐을 준비하는 단계;
각 미세 노즐의 일단을 소정의 각도로 식각하는 단계;
상기 식각된 일단에서 기설정된 직경이 되는 지점을 절단하는 단계; 및
상기 절단된 적어도 둘 이상의 미세 노즐을 기설정된 간격으로 상기 인공 조직 생성용 노즐의 직경 내에 배치하는 단계를 포함하는 것인, 인공 조직 조성 장치의 제조 방법.As a manufacturing method of the artificial tissue composition device of claim 1,
Preparing a nozzle for generating the artificial tissue;
Etching one end of each fine nozzle at a predetermined angle;
Cutting a point having a predetermined diameter at the etched end; And
The method of manufacturing an artificial tissue composition apparatus comprising the step of disposing the cut at least two fine nozzles at predetermined intervals within the diameter of the artificial tissue generating nozzle.
단결정 실리콘 웨이퍼에 단위 패턴을 제1 직경 간격으로 패터닝하는 단계;
상기 단위 패턴을 제외하고 상기 웨이퍼를 제1 깊이로 실리콘 옥사이드 식각(Etching)하는 단계;
식각된 상기 웨이퍼를 열산화(Thermal Oxidation)하고, 상기 소정의 깊이의 단위 패턴을 실리콘 옥사이드 식각하는 단계;
상기 식각한 웨이퍼를 제2 깊이로 염기성 용액으로 비등방성 습식 식각(Wet etching)하는 단계;
상기 습식 식각 후 상기 실리콘 옥사이드 식각을 제거하여 상기 미세 노즐을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 습식 식각은
상기 제1 직경이 점점 넓어져서 제2 직경을 갖도록 식각하는 것인, 인공 조직 조성 장치의 제조방법. As a manufacturing method of the artificial tissue composition device of claim 1,
Patterning unit patterns on a single crystal silicon wafer at first diameter intervals;
Etching the wafer to a first depth except for the unit pattern;
Thermal oxidation of the etched wafer and etching the unit pattern of the predetermined depth with silicon oxide;
Anisotropic wet etching of the etched wafer with a basic solution to a second depth;
Forming the fine nozzle by removing the silicon oxide etching after the wet etching; and
The wet etching is
The method of manufacturing an artificial tissue composition apparatus, wherein the first diameter is gradually widened and etching is performed to have a second diameter.
단결정 실리콘 웨이퍼의 일면에 제1 단위 패턴을 제1 직경 간격으로 패터닝하는 단계;
상기 제1 단위 패턴을 제외한 나머지 제1 영역을 제1 깊이로 습식 식각하는 단계;
상기 웨이퍼의 타면에 습식 식각된 상기 제1 영역에 대응되는 제2 단위 패턴을 제2 직경 간격으로 패터닝하는 단계;
상기 제2 단위 패턴을 제외한 나머지 제2 영역을 제2 깊이로 식각하는 단계; 및
상기 패터닝 물질을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 식각은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 관통되도록 식각하는 것인, 인공 조직 조성 장치의 제조방법.As a manufacturing method of the artificial tissue composition device of claim 1,
Patterning a first unit pattern on one surface of a single crystal silicon wafer at a first diameter interval;
Wet etching the remaining first area except for the first unit pattern to a first depth;
Patterning a second unit pattern corresponding to the first region wet etched on the other surface of the wafer at a second diameter interval;
Etching a second area other than the second unit pattern to a second depth; And
And removing the patterning material,
The etching is a method of manufacturing an artificial tissue composition apparatus, wherein the first region and the second region are etched so as to pass through.
상기 인공 조직 생성용 노즐을 준비하는 단계;
상기 인공 조직 생성용 노즐의 일단에 적어도 하나의 상기 미세 노즐을 기설정된 배열로 삽입하는 단계; 및
상기 삽입된 미세 노즐을 상기 인공 조직용 노즐의 일단에 접착하는 단계;를 포함하는 것인, 인공 조직 조성 장치의 제조방법.As a manufacturing method of the artificial tissue composition device of claim 1,
Preparing a nozzle for generating the artificial tissue;
Inserting at least one fine nozzle into one end of the artificial tissue generating nozzle in a predetermined arrangement; And
Adhering the inserted fine nozzle to one end of the nozzle for artificial tissue; containing, manufacturing method of an artificial tissue composition device.
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| KR100366651B1 (en) * | 1999-07-07 | 2003-01-06 | 삼성전자 주식회사 | Method for fabricating nozzle plate using silicon process and ink jet printer head applying the nozzle plate |
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