KR20220044882A - 공기 커튼을 갖춘 인큐베이터(incubator with air curtain) - Google Patents

공기 커튼을 갖춘 인큐베이터(incubator with air curtain) Download PDF

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KR20220044882A
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배리 이. 로덴버그
경수 손
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Abstract

제어 대기 조건 하의 세포 및 조직 배양을 위한 인큐베이터는, 인큐베이터 내에 배치된 세포 또는 조직 배양에 대한 접근을 허용하는 개구부에 걸쳐 1차의, 바람직하게는 층류 유동인, 공기 베일을 형성하는 1차 공기 유동 제어 장치를 갖는다. 바람직하게는, 1차 (층류 유동) 공기 베일 내의 공기의 (전부가 아니더라도) 대부분이 재순환되고, 1차 (층류 유동) 공기 베일과 인큐베이터의 사용자 사이에서 2차의, 바람직하게는 층류 유동인, 공기 베일을 형성하는 제2 공기 유동 제어 장치가 사용된다.

Description

공기 커튼을 갖춘 인큐베이터(INCUBATOR WITH AIR CURTAIN)
본 개시 내용은 제어 대기를 갖는 인큐베이터의 장치, 시스템 및 방법, 특히 저-산소 대기를 갖는 세포 및 조직 배양 인큐베이터에 관한 것이다.
배경기술에 대한 설명은, 본 개시 내용을 이해하는데 유용할 수 있는 정보를 포함한다. 본원에서 제공되는 임의의 정보가 종래 기술이거나 또는 현재 청구된 발명과 관련이 있거나, 또는 구체적이거나 암시적으로 참조된 임의의 간행물이 종래 기술이라는 것을 인정하는 것은 아니다.
본원의 모든 간행물 및 특허 출원은, 각각의 개별적인 간행물 또는 특허 출원이 참조로 포함된 것을 구체적이고 개별적으로 표시된 것과 같은 범위로, 참조로서 본원에 포함된다. 포함된 참조에서의 용어의 정의 또는 사용이 본원에서 제공된 해당 용어의 정의와 일치되지 않거나 상반되는 경우, 본원에서 제공된 해당 용어의 정의가 적용되고 참조 내의 해당 용어의 정의는 적용되지 않는다.
알려진 바와 같이, 대기 중의 산소는 해수면에서 약 21 부피%이고, 많은 세포 및 조직 배향 실험은 세포 및 조직 배양 인큐베이터 내의 산소 함량을 구체적으로 제어하지 않고 수행된다. 결과적으로, 그러한 인큐베이터 내에서 성장된 세포 및 조직은, 생체 내의 생리학적으로 정상적인 산소 레벨을 나타내지 않는 산소 레벨에 노출된다. 사실상, 살아 있는 다세포 유기체 내의 모든 또는 거의 모든 세포가 대기 중 산소 레벨보다 훨씬 낮은 산소 레벨을 갖는 환경 내에 존재한다고 주장되어 왔다(예를 들어, Int J Mol Sci. 2019; 20, 1195; doi:10.3390/ ijms20051195 참조). 예를 들어, 산소는 일반적으로 뇌 내에서 0.5 내지 7%, 눈 내에서 1 내지 5%, 간, 심장 및 신장 내에서 4 내지 12%, 그리고 자궁 내에서 3 내지 5%인 것으로 확인된다. 특정 세포 및 조직에 대한 다양한 산소 레벨을 배경으로, 생리학적으로 적절한 산소 레벨을 '피소시아(Physoxia)'라고 지칭한다(Stem Cell Research & Therapy (2018) 9:148). 또한, 세포 및 조직 배양에서의 대기 산소 레벨이 다양한 대사 및 발달 프로세스에 심각한 영향을 미친다는 것이 확인되었다. 예를 들어, '정상 산소'(즉, 21% O2) 배양 조건은 다양한 유전자의 생체 내 유전자 발현, 세포 분화, 증식, 및 수많은 줄기 세포주의 생존 능력을 억제하고, 수많은 세포주의 조절 유전자 및 세포유지 유전자의 발현을 억제하며, 대부분의 세포의 대사 및 대사 경로에 영향을 미치는 경향이 있다.
또한, 특정 세포 및 조직을 위한 적절한 산소 레벨의 중요성이 또한 많은 연구에서 인식되었고, 그러한 연구는, 세포 배양에서의 산소 레벨이 보고되지 않거나 적절하게 조정되지 않은 경우에 실험의 재현성이 위태롭거나 심지어 불가능하다는 것을 보여주었다(PLOS ONE | https://doi.org/10.1371/journal.pone.0204269 October 16, 2018). 적절한 산소 제어와 연관된 어려움의 적어도 일부를 극복하는데 도움을 주기 위해서, 인큐베이터에 가스를 공급하여 인큐베이터 내의 산소 레벨을 조정할 수 있고, 그러한 장치의 하나의 일반적인 변형예로서 트리-가스(tri-gas) 인큐베이터가 있다(예를 들어, Thermo Fischer Scientific, Tri-gas incubators 참조). 여기에서, 이산화탄소 및 질소를 제어된 속도로 인큐베이터 내로 공급하여 비교적 일정한 가스 조건을 유지한다. 그러나, 불행하게도, 그러한 트리-가스 인큐베이터는, 동작 중에 그리고 특히 배양 컨테이너를 부가하거나 제거하기 위해서 인큐베이터 도어를 개방할 때, 다량의 산소 폭주(large oxygen excursion)에 여전히 노출된다. 또 다른 접근 방식에서, 모듈형 인큐베이터 챔버를 이용하여 환경 조건을 보다 엄격하게 제어할 수 있다(예를 들어, Billups-Rothenberg, Inc.의 MIC-101 참조). 그러한 인큐베이터는, 모듈형 인큐베이터 내에 배치될 수 있는 적합한 가스 혼합 시스템 및 모듈형 산소 모니터로 추가적으로 모니터링되고 제어될 수 있는, 단순하면서도 효과적인 대기 격납 방식을 제공한다. 그러나, 그러한 시스템은 종종 용량이 제한되고, 온도 제어를 위해서 기존 인큐베이터 내에 배치될 필요가 있다.
전술한 어려움들을 가중시키는 것은, 예를 들어 시각적 분석 및 세포 계수, 공급 또는 배지 교환, 및 세포 수확(cell harvesting)을 위해서 하나 이상의 배양 용기를 인큐베이터로부터 제거할 필요가 있는 세포 배양 중의 정상 동작이다. 사실상, 표준 크기의 인큐베이터가 단지 1시간 또는 2시간 내에 수 차례 반복적으로 개방 및 폐쇄되는 것은 드문 일이 아니다. 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 인큐베이터가 개방될 때마다, 제어 대기 조건이 상실되고, 인큐베이터의 폐쇄 시에 적절한 배양 조건을 보장하기 위해서 재-구축되어야 한다. 불행하게도, 능동적인 공기 유동 순환으로도, 적절한 온도, 습도 및 산소 함량을 재-구축하기 위한 시간은, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 인큐베이터가 개방될 때마다 5 내지 10분을 쉽게 초과한다. 결과적으로, 인큐베이터 내의 세포 또는 조직 배양은 대기 조건을 위한 설정점으로부터의 수 차례의 그리고 상당한 편차를 겪을 것이다. 또한 추가적으로, 인큐베이터의 각각의 개방 및 폐쇄 사이클은 전체 내부 부피 및 배양 용기를 잠재적인 미생물 오염에 노출시킬 것이고, 이는 인큐베이터의 전체 내용물을 위태롭게 할 수 있다.
따라서, 다양한 세포 배양 인큐베이터가 당업계에 알려져 있지만, 이들 모두 또는 거의 모두는 다양한 단점을 갖는다. 가장 특히, 인큐베이터의 일반적인 사용은 인큐베이터 내의 대기 조건을 방해할 것이고, 적절한 조건의 재-구축에는 시간이 소요된다. 결과적으로, 현재 알려진 인큐베이터 내의 세포 및 조직은 긴 기간 동안의 목표-이탈 조건, 목표 조건의 재-구축 중에 변화되는 조건, 그리고 미생물 오염에 노출될 것이다. 또한 추가적으로, 통상적인 인큐베이터는 도어의 개방 시에 많은 양의 공기 부피의 유입에 노출되고, 그에 따라 상당한 미생물 오염 증가를 초래한다. 따라서, 미생물 오염에 대한 노출이 감소되는 효과적인 대기 및 환경 제어를 제공하는 개선된 인큐베이터를 제공할 필요가 여전히 있다.
적어도, 1차 공기 베일(primary air veil)을 인큐베이터의 개구부를 따라서 또는 그에 평행하게 지향시키는 1차 공기 유동 제어 장치를 이용하는, 대기 및 환경을 효과적으로 제어하는 인큐베이터가 본원에서 개시된다. 가장 일반적으로, 1차 공기 베일 내의 공기의 상당 부분이 재-순환되고, 온도 및/또는 조성의 변화를 수용하기 위해서 온도 및/또는 조성이 선택적으로 조정된다.
일 양태에서, 본 발명자는, 내부 컨테이너를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징을 가지는 인큐베이터를 고려하고, 내부 컨테이너는 개구부를 갖는다. 도어가 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하며, 제1 위치는 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 접근할 수 있게 하고, 제2 위치는 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 접근하는 것을 방지한다. 또한, 인큐베이터는, 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고 1차 공기 베일을 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 지향시키는, 1차 공기 유동 제어 장치를 포함한다.
일부 고려되는 양태에서, 인큐베이터는 또한, 2차 공기 베일을 1차 공기 베일에 실질적으로 평행하게 지향시키기 위해서 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되는 2차 공기 유동 제어 장치를 포함한다. 또한, 고려되는 인큐베이터가 바람직하게는 1차 및/또는 2차 흡입 팬을 또한 포함할 것임을 이해하여야 하고, 1차 흡입 팬은 1차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되고, 2차 흡입 팬은 2차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치된다. 가장 일반적으로, 1차 공기 베일 및/또는 2차 공기 베일이 지향성 베일 또는 층류 유동 베일이나, 이는 필수적인 것이 아니다. 또한, 1차 공기 유동 제어 장치가 또한, 1차 공기 베일로부터의 공기(의 일부 또는 전부)를 내부 컨테이너 내로 적어도 일시적으로 지향시키기 위한 이동 가능 베인(vane)을 가질 수 있다.
추가적으로 고려되는 양태에서, 인큐베이터의 도어는, 도어를 개구부로부터 멀리 그리고 그로부터 상향 모션으로 이동시키는 복합 모션으로 이동할 수 있다. 또한, 예를 들어 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환을 가능하게 하는 재순환 공간을 형성하도록, 하우징, 내부 컨테이너, 및 1차 공기 유동 제어 장치가 서로에 대해서 배치되는 것이 고려된다. 유리하게는, 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환은 베일 내의 공기의 적어도 70%, 적어도 80%, 또는 적어도 90%를 재순환시킬 것이다.
고려되는 인큐베이터는, 바람직하게는 적어도 부분적으로 재순환 공간 내에 배치되는, 필터 유닛, 흡수제 유닛, 살균 유닛, 온도 제어 유닛, 온도 센서, 습도 센서, 대기압 센서, 및/또는 가스 센서를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 인큐베이터는 또한 가스 유입구를 포함할 수 있고, 그러한 가스 유입구를 통해서 외부 공급원으로부터의 가스가 재순환 공간에 공급된다.
희망하는 경우에, 인큐베이터는, 도어, 1차 공기 유동 제어 장치, 및 2차 공기 유동 제어 장치에 전자적으로 커플링된 제어 회로를 포함한다. 바람직하게는, 제어 회로는, 예를 들어, 도어가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동되기 시작하면, 1차 및/또는 2차 공기 유동 제어 장치를 동작시키도록 프로그래밍된다. 또한, 고려되는 인큐베이터는, 사용자 명령을 수신하고/하거나 인큐베이터의 인증된 사용자를 검증하도록 프로그래밍되는 접근 제어 장치를 포함할 수 있고, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이 인큐베이터에 전달되는 질소 부화 생성물(nitrogen rich product)을 생성하는 멤브레인 필터 또는 압력 스윙 흡착 유닛에 더 커플링될 수 있다.
인큐베이터는 또한, 내부 컨테이너에 이동 가능하게 커플링되고 트레이(들)은 제1 공기 베일을 통해서 당겨질 때 1차 층류 유동 공기 베일의 통과를 위한 (예를 들어, 벌집형) 채널을 가지는 하나 이상의 트레이를 포함할 수 있다. 또한, 내부 컨테이너가 하우징의 외부로 이동할 수 있게 하는 이동 가능 커플링(예를 들어, 레일 또는 망원경식 시스템(telescoping system))을 통해서, 인큐베이터의 내부 컨테이너가 하우징에 커플링되는 것이 또한 고려된다.
그에 따라, 상이한 관점으로 볼 때, 본 발명자는 또한, 내부 컨테이너를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징을 포함하는 인큐베이터를 고려하고, 내부 컨테이너는 개구부를 갖는다. 그러한 인큐베이터는 또한, 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고 1차 공기 베일을 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 실질적으로 평행하게 지향시키는, 1차 공기 유동 제어 장치를 포함할 것이다. 가장 일반적으로, 하우징, 내부 컨테이너, 및 1차 공기 유동 제어 장치는 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환을 가능하게 하는 재순환 공간을 형성하도록 서로에 대해서 배치되고, 재순환 공간은 CO2 센서, O2 센서, 습도 센서, 대기압 센서, 및 온도 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 복수의 센서들을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 추가적으로 살균 유닛, 고-효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 활성탄 필터, 및/또는 가열기를 적어도 부분적으로 둘러싼다.
희망하는 경우에, 인큐베이터는 또한, 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고 2차 공기 베일을 1차 공기 베일에 실질적으로 평행하게 지향시키는 2차 공기 유동 제어 장치를 포함할 것이다. 또한, 인큐베이터가 1차 및/또는 2차 흡입 팬을 또한 포함할 수 있고, 1차 흡입 팬은 1차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되고, 2차 흡입 팬은 유동 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되는 것이 고려된다. 바람직하게는, 2차 공기 유동 제어 장치는 주변 공기를 수용하도록 구성되고, 2차 흡입 팬은 2차 공기 베일을 주변 공기로 방출하나, 이는 필수적인 것이 아니다.
추가적으로 고려되는 양태에서, 1차 공기 베일 및/또는 2차 공기 베일은 지향성 베일 또는 층류 유동 베일이고/이거나, 1차 공기 유동 제어 장치는 1차 공기 베일 내의 모든 공기의 적어도 90%를 재순환 공간을 통해서 재순환시킨다. 일부 실시형태에서, 재순환 공간은 CO2 센서, O2 센서, 살균 유닛, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 활성탄, 및/또는 가열기 중 적어도 2개를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 다른 실시형태에서, 재순환 공간은 CO2 센서, O2 센서, 살균 유닛, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 활성탄, 및/또는 가열기의 적어도 3개를 적어도 부분적으로 둘러싸는 한편, 추가적인 실시형태에서 재순환 공간은 CO2 센서, O2 센서, 살균 유닛, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 활성탄, 및/또는 가열기를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 희망하는 경우에, 살균 유닛은 이산화티탄 함유 표면을 향해서 지향된 UV 광원을 포함한다.
또한 추가적으로 고려되는 양태에서, 본 발명자는 또한, 도어를 가지고 1차 공기 유동 제어 장치를 가지는 인큐베이터용 인큐베이터 제어 유닛을 고려하고, 이러한 도어는 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 접근할 수 있게 하는 제1 위치와 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 접근하는 것을 방지하는 제2 위치 사이에서 이동될 수 있다. 특히 바람직한 양태에서, 인큐베이터 제어 유닛은 마이크로프로세서 및 마이크로프로세서에서 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리를 포함하고, 명령어는 제어 유닛이: (a) 도어가 제2 위치로 이동할 때, 1차 공기 유동 제어 장치를 하향-조절(down-regulate)하게 하고 선택적으로 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링된 베인의 이동을 유발하게 하게 하며; (b) 도어가 제1 위치로 이동할 때, 1차 공기 유동 제어 장치 및 선택적인 2차 공기 유동 제어 장치를 상향-조절하게 하고; 및/또는 (c) 도어가 제1 위치에 있을 때, 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링된 베인의 이동을 유발하게 한다.
용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 제어 유닛은 온도 센서, 가스 센서, 대기압 센서, 및/또는 습도 센서에 전자적으로 더 커플링될 수 있고, 명령어는 제어 유닛이 가열기를 활성화하게, 인큐베이터 내로의 가스의 진입을 허용하기 위해서 가스 밸브를 개방하고/하거나 가습기를 활성화하게 할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 명령어는 또한, 도어가 제1 위치에 있는 동안, 제어 유닛이 가열기를 활성화하고, 인큐베이터 내로의 가스의 진입을 허용하기 위해서 가스 밸브를 개방하고/하거나 가습기를 활성화하게 할 수 있다. 가장 일반적으로, 가스 센서는 O2 센서 및/또는 CO2 센서이다.
일부 실시형태에서, 제어 유닛은 추가적으로, 사용자 명령을 수신하고/하거나 인큐베이터의 인증된 사용자를 검증하도록 프로그래밍된 접근 제어 장치에 전자적으로 커플링된다. 가장 일반적으로, 명령어는, 사용자 명령 및/또는 인증된 사용자의 검증을 수신할 때, 제어 유닛이 도어를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키게 한다. 본 발명의 청구 대상을 제한하는 것은 아니지만, 사용자 명령은 음성 명령 또는 시각적/동작 명령이다. 그에 따라, 일부 실시형태에서, 인증된 사용자는 안면 인식에 의해서 검증된다. 부가적으로, 제어 유닛은 또한 살균 유닛에 전자적으로 커플링될 수 있고, 명령어는 제어 유닛이 살균 유닛을 활성화하게 한다.
또한 추가적으로 고려되는 본 발명의 청구 대상의 양태에서, 본 발명자는 인큐베이터 내에서 제어 대기(예를 들어, 저산소 대기)를 유지하는 방법을 고려하며, 그러한 방법은, 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 1차 공기 베일을 인큐베이터의 내부 컨테이너 내의 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 유동시키는 단계를 포함할 것이고, 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90%가 인큐베이터를 통해서 재순환된다.
앞서 주목한 바와 같이, 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90% 또는 95%가 인큐베이터를 통해서 재순환되는 것이 고려된다. 또한, 고려되는 방법은 1차 공기 베일에 실질적으로 평행하게 2차 공기 베일을 유동시키는 단계를 또한 포함한다. 가장 일반적으로, 2차 공기 베일의 10% 미만이 인큐베이터를 통해서 재순환되고/되거나, 1차 공기 베일 및/또는 2차 공기 베일이 지향성 베일 또는 층류 유동 베일이다. 추가적인 적합한 실시형태에서, 1차 및/또는 2차 공기 베일은 복수의 1차/2차 공기 유동 제어 장치들을 이용하여 형성된다. 가장 일반적으로, 2차 공기 베일은 1차 공기 베일에 실질적으로 평행하게 유동하고, 1차 공기 베일 및/또는 2차 공기 베일은 지향성 베일 또는 층류 유동 베일이다.
더 적합한 방법은, 가스 밸브, 가열기, 및/또는 가습기를 제어하는 인큐베이터 제어 회로를 이용하는 단계를 추가로 포함하고, 제어 회로는 가스 센서, 온도 센서, 및/또는 습도 센서로부터 신호를 수신하고, 가스 센서, 온도 센서, 및/또는 습도 센서는 인큐베이터를 통해서 재순환되는 공기 내의 가스, 온도 및/또는 습도를 감지한다. 예를 들어, 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 온도 편차가 5℃미만이 되도록, 대기가 제어된다. 다른 예에서, 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 가스 농도 편차가 2%(절대값) 미만이 되도록 대기가 제어되고, 또 다른 예에서, 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 습도 편차가 5%(절대값) 미만이 되도록 대기가 제어된다.
상이한 측면에서 볼 때, 본 발명자는 또한 인큐베이터 내에서 제어 대기를 재-구축하는 방법을 고려하고, 이러한 방법은, 내부 컨테이너 내의 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 실질적으로 평행하게 연장되는 1차 공기 베일을 통해서 인큐베이터의 외부 위치로부터 인큐베이터의 내부 컨테이너에 대한 접근을 허용하는 단계를 포함하고, 그러한 접근은 제어 대기를 변화시킨다. 다른 단계에서, 접근이 허용되는 동안, 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 일부가 인큐베이터 내의 재순환 공간을 통해서 재순환되고, 추가적인 단계에서, 1차 공기 베일이 재순환되는 동안 제어 대기의 적어도 하나의 매개변수(예를 들어, O2 농도, CO2 농도, 습도, 및/또는 온도)가 재순환 공간 내에서 측정된다. 또한, 이어서, 1차 공기 베일이 재순환되는 동안 가스를 재순환 공간 내로 주입하는 것 및/또는 공기를 재순환 공간 내에서 가열하는 것에 의해서, 적어도 하나의 매개변수가 조정될 수 있다.
바람직하게는, 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90%가 인큐베이터를 통해서 재순환되고/되거나, 접근이 허용되는 동안 조정 단계가 수행되나, 이러한 것이 필수적인 것은 아니다. 또한, 고려되는 방법은 또한, 인큐베이터의 내부 컨테이너 내의 공기의 혼합을 가능하게 하기 위해서 1차 공기 베일을 생성하는 1차 공기 유동 제어 장치에서 베인 각도를 변경하는 단계를 또한 가능하게 한다. 가장 일반적으로, 1차 공기 베일은 지향성 베일 또는 층류 유동 베일이다. 고려되는 방법의 또한 추가적인 양태에서, 1차 공기 베일의 적어도 일부가 내부 컨테이너 내로 지향될 수 있다. 대부분의 경우에, 인큐베이터 내의 제어 대기는 최대 편차로부터 1분 이내에 재-구축된다.
또한 추가적인 양태에서, 인큐베이터의 외부 위치로부터 인큐베이터의 내부 컨테이너에 대한 접근을 개방하는 동안 인큐베이터 내의 제어 대기의 환경 매개변수의 편차를 감소시키는 방법이 고려된다. 그러한 방법은, 인큐베이터의 내부 컨테이너에 대한 접근을 제공하기 위해서 도어를 개방하기 전에, 1차 공기 베일을 인큐베이터의 내부 컨테이너 내의 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 유동시키는 단계를 포함할 것이다. 1차 공기 베일의 구축 시에, 이어서 도어는, 도어를 개구부로부터 멀리 그리고 측방향 모션으로 이동시키는 복합 모션으로 이동되고, 2차 공기 베일은 1차 공기 베일에 실질적으로 평행하게 유동된다.
예를 들어, 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90%가 인큐베이터 내에서 재순환될 수 있고, 2차 공기 베일 내의 공기의 10% 이하가 인큐베이터 내에서 재순환된다. 다른 예에서, 1차 공기 베일의 유량이 도어의 이동 시에 또는 그 이후에 증가될 수 있거나, 1차 공기 베일의 일부가 인큐베이터의 내부 컨테이너 내로 지향될 수 있다. 희망하는 경우에, 1차 공기 베일은 복수의 1차 공기 유동 제어 장치들에 의해서 생성된다.
또한 추가적으로 고려되는 양태에서, 본 발명자는 또한 제어 대기 인큐베이터 내의 가스 소비(예를 들어, 트리-가스 소비)를 감소시키는 방법을 고려하며, 그러한 방법은 공기, 질소, 및/또는 이산화탄소를 인큐베이터 내의 재순환 공간 내로 공급하는 단계를 포함할 것이고, 재순환 공간은 1차 공기 유동 제어 장치에 유체적으로 커플링된다. 다른 단계에서, 1차 공기 유동 제어 장치를 이용하여, 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 1차 공기 베일을 인큐베이터의 내부 컨테이너 내의 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 실질적으로 평행하게 유동시킨다. 가장 일반적으로, 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90% 또는 95%가 인큐베이터를 통해서 재순환된다.
본 발명의 청구 대상을 제한하는 것은 아니지만, 1차 공기 베일이 지향성 베일 또는 층류 유동 베일인 것, 및/또는 2차 공기 베일이 1차 공기 베일에 실질적으로 평행하게 유동되는 것이 일반적으로 바람직하다. 일부 실시형태에서, 질소가 멤브레인 필터 또는 압력 스윙 흡착 유닛으로부터 제공되고, 가장 일반적으로, 제어 대기는 저산소 대기이다.
더욱이, 본 발명자는 또한, 제1 도관을 통해서 가스 혼합 유닛에 유체적으로 커플링되는 주변 공기 압축기, 주변 공기 압축기를 압력 스윙 흡착(PSA) 유닛 또는 멤브레인 필터 유닛에 커플링 시키는 제2 도관을 포함하는 제어 대기 인큐베이터용 가스 공급 시스템을 고려하고, PSA 또는 멤브레인 유닛은 질소 부화 생성물(nitrogen rich product)을 생산한다. 가장 일반적으로, 제2 도관은 PSA 또는 멤브레인 유닛을 가스 혼합 유닛에 추가적으로 커플링시키고, 제3 도관은 가스 혼합 유닛을 제어 대기 인큐베이터에 커플링시킨다. 희망하는 경우에, 가스 공급 시스템은 또한 제4 도관을 통해서 가스 혼합 유닛에 유체적으로 커플링된 압축 CO2 공급원을 포함할 것이다.
바람직한 양태에서, 제1, 제2, 제3, 및/또는 제4 도관은 유동 제어 밸브 및/또는 질량 유량계를 포함할 것이다. 가장 일반적으로, 가스 공급 시스템은 또한 가스 혼합 유닛의 하류에서 O2 및 CO2 센서를 가질 것이다. 바람직하게는, 제1 및/또는 제2 도관은 서지 탱크를 포함할 것이고/이거나, 제3 도관은 제어 대기 인큐베이터 상류의 저장용기에 유체적으로 커플링된다. 또한, 본원에서 고려되는 가스 공급 시스템에서, 제3 도관이 제2 제어 대기 인큐베이터 상류의 제2 저장용기에 유체적으로 커플링될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한 추가적인 양태에서, 본 발명자는 또한, (일반적으로 10 내지 200 L의 부피를 가지는) 내부 컨테이너를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징을 가지는 인큐베이터를 고려하고, 내부 컨테이너는 개구부를 갖는다. 1차 공기 유동 제어 장치가 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고, 1차 공기 베일을 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 실질적으로 평행하게 지향시키도록 내부 컨테이너에 대해서 배치되며, 2차 공기 유동 제어 장치가 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고, 2차 공기 베일을 1차 공기 베일에 평행하게 지향시키도록 내부 컨테이너에 대해서 배치된다. 또한, 전체 도어가 가상 평면으로부터 멀리 이동할 수 있도록 그리고 전체 도어가 수평 또는 수직 방향으로 이동될 수 있도록, 도어가 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링된다.
일부 실시형태에서, 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환을 가능하게 하는 재순환 공간을 형성하도록, 내부 컨테이너, 및 1차 공기 유동 제어 장치가 서로에 대해서 배치된다. 가장 일반적으로, 재순환 공간은 복수의 센서들(예를 들어, CO2 센서, O2 센서, 습도 센서, 대기압 센서, 및/또는 온도 센서)를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 또한 부가적인 기능적 구성요소(예를 들어, 살균 유닛, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 활성탄 필터 및/또는 가열기)를 적어도 부분적으로 둘러싼다.
희망하는 경우에, 인큐베이터는 1차 및/또는 2차 흡입 팬을 또한 포함할 수 있고, 1차 흡입 팬은 1차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되고, 2차 흡입 팬은 유동 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치된다. 추가적인 실시형태에서, 2차 공기 유동 제어 장치는 주변 공기를 수용하도록 구성될 수 있고, 2차 흡입 팬은 2차 공기 베일을 주변 공기로 방출한다.
일반적으로, 1차 공기 베일 및/또는 2차 공기 베일이 지향성 베일 또는 층류 유동 베일이나, 이는 필수적인 것이 아니다. 부가적인 실시형태에서, 1차 공기 유동 제어 장치는 1차 공기 베일 내의 모든 공기의 적어도 90%를 재순환 공간을 통해서 재순환시키고/시키거나, 1차 공기 베일의 방향을 제어하는 이동 가능 베인을 추가적으로 포함하거나 그에 커플링될 수 있다. 또한 추가적인 실시형태에서, 1차 및/또는 2차 공기 베일은 약 0.3 내지 0.6 m/s의 공기 유동을 갖는다.
또한, 인큐베이터가 마이크로프로세서 및 마이크로프로세서에서 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리를 갖는 제어 유닛을 포함할 수 있다는 것이 고려되고, 명령어는 제어 유닛이: a) 도어가 폐쇄 위치로 이동할 때, 1차 공기 유동 제어 장치를 하향-조절하게 하고 선택적으로 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링된 베인의 이동을 유발하게 하게 하며; b) 도어가 개방 위치로 이동할 때, 1차 공기 유동 제어 장치 및 선택적인 2차 공기 유동 제어 장치를 상향-조절하게 하고/하거나; c) 도어가 개방 위치에 있을 때, 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링된 베인의 이동을 유발하게 한다. 희망하는 경우에, 제어 유닛은 온도 센서, 가스 센서, 대기압 센서, 및/또는 습도 센서에 전자적으로 더 커플링될 수 있고, 명령어는 제어 유닛이 가열기를 활성화하게, 인큐베이터 내로의 가스의 진입을 허용하기 위해서 가스 밸브를 개방하고/하거나 가습기를 활성화하게 할 수 있다. 또한, 제어 유닛은, 사용자 명령(예를 들어, 음성 명령 또는 사용자 동작)을 수신하고/하거나 (예를 들어, 안면 인식에 의해서) 인큐베이터의 인증된 사용자를 검증하도록 프로그래밍된 접근 제어 장치에 전자적으로 커플링될 수 있고, 명령어는, 사용자 명령 및/또는 인증된 사용자의 검증을 수신할 때, 제어 유닛이 도어를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키게 한다.
또한 추가적인 실시형태에서, 도어는, 폐쇄 위치에 있을 때, (2차 공기 베일이 동작하지 않는 경우에) 2차 공기 베일에 의해서 달리 점유되는 구역 내에 배치될 수 있다.
다양한 목적, 특징, 양태 및 장점이, 유사한 참조부호가 유사한 구성요소를 나타내는 첨부 도면과 함께, 바람직한 실시형태에 대한 이하의 구체적인 설명으로부터 더 명확해질 것이다.
도 1은 공지된 인큐베이터의 선택된 환경 매개변수의 회복을 위한 예시적인 그래프를 도시한다.
도 2는 본 발명의 청구 대상에 따른 도어가 폐쇄된 인큐베이터 내의 개략적인 공기 유동의 예시적인 도면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 청구 대상에 따른 도어 개방 중의 인큐베이터 내의 개략적인 공기 유동의 예시적인 도면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 청구 대상에 따른 도어가 개방된 인큐베이터 내의 개략적인 공기 유동의 예시적인 도면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 청구 대상에 따른 플러시 모드(flush mode)에서 도어가 개방된 인큐베이터 내의 개략적인 공기 유동의 예시적인 도면을 도시한다.
도 6은 선택된 구성요소를 보여 주는 내부 컨테이너 및 재순환 공간의 예시적인 도면을 도시한다.
도 7은 유동 높이 및 출구 속도에 따른 공기 유동 특성에 관한 예시적인 그래프를 도시한다.
도 8은 더 느린 공기 속력에서 도 6의 내부 컨테이너 및 재순환 공간을 갖는 인큐베이터에서 컴퓨터 유체 역학 모델을 이용하여 시뮬레이트된 공기 유동의 예시적인 도면을 도시한다.
도 9는 더 빠른 공기 속력에서 도 6의 내부 컨테이너 및 재순환 공간을 갖는 인큐베이터에서 컴퓨터 유체 역학 모델을 이용하여 시뮬레이트된 공기 유동의 예시적인 도면을 도시한다.
도 10은 내부 컨테이너 및 재순환 공간이 동연적(coextensive)이지 않은 하나의 대안적인 구성의 예시적인 도면을 도시한다.
도 11은 본 발명의 청구 대상에 따른 도어가 폐쇄된 인큐베이터의 예시적인 도면을 도시한다.
도 12는 본 발명의 청구 대상에 따른 도어가 개방된 인큐베이터의 예시적인 도면을 도시한다.
도 13은 1차 및 2차 흡입 팬을 위한 공기 흡기부를 보여 주는 예시적인 상세 부분을 도시한다.
도 14는 1차 및 2차 공기 유동 제어 장치를 보여 주는 예시적인 상세 부분을 도시한다.
도 15는 세포 배양 컨테이너를 갖는 본 발명의 청구 대상에 따른 인큐베이터의 예시적인 사시도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 청구 대상에 따른 가스 공급 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 청구 대상에 따른 다수의 인큐베이터의 독립적인 동작을 위한 가스 공급 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다.
본원은, 본원에 참조로 포함되며, 함께 계류 중인 2019년 9월 4일자로 출원된 가출원 번호 제62/895,587호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명자들은 이제, 세포 및 조직 배양 인큐베이터가, 우수한 대기 및 환경 제어를 제공하는, 개념적으로 단순하면서도 효과적인 방식으로 제조 및 동작될 수 있다는 것을 발견하였다. 사실상, 본원에서 제공된 인큐베이터는, 인큐베이터가 개방되고 사용자가 인큐베이터 내의 내용물과 상호 작용하는 때에도, 인큐베이터 내의 제어된 대기 조건과 관련하여 이제까지 가질 수 없었던 동작 안정성을 나타냈다. 그러한 동작적 이점은, 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 실질적으로 평행하게 지향되는 하나 이상의 공기 베일의 이용에 의해서 달성되고, 공기 베일 내의 공기의 상당 부분이 재순환된다. 또한, 조성, 유량, 및/또는 온도 또는 공기 베일 내의 공기가 실시간으로 조정될 수 있고, 희망하는 경우에, 공기 베일의 일부가 (예를 들어, 이동 가능 베인을 이용하여) 인큐베이터 내의 공기를 대체하거나 그로부터 손실된 공기를 보충하기 위해서 인큐베이터 내로 지향될 수 있다.
이에 반해, 본원에서 제공되는 고려된 인큐베이터 및 그 방법은 알려진 층류 유동 살균 후트, 층류 공기 유동 워크스테이션, 또는 전체 챔버 내의 공기가 수직 유동되는 생물 안전 캐비넷과 상당히 다르다는 것을 이해하여야 한다. 그러한 장치가 챔버 내의 세포 또는 재료를 보호할 것이지만, 그러한 장치는, 세포 또는 조직 배양의 엄격한 요건 내에서 동작 매개변수를 유지하지 못할 것임에 따라, 세포 및 조직 배양에 적합하지 않다. 가장 일반적으로, 공기는, 어떠한 상당한 제어(예를 들어, 줄기 세포 배양을 위한 저산소 조건의 유지)도 제공하지 않으면서, 이러한 장치 내로 유입되고, 필터링되고, 이어서 장치를 빠져나간다. 다른 관점으로부터 볼 때, 그러한 층류 유동 캐비넷 내의 공기 유동은 단일 통과 유동이다.
따라서, 그리고 본 발명의 청구 대상의 보다 일반적인 양태에서, 본 발명자는, 내부 컨테이너를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징을 가지는 인큐베이터를 고려하고, 내부 컨테이너는 세포 또는 조직 배양 콘크리트를 수용하기 위한 크기 및 치수를 가지며, 내부 컨테이너는 개구부를 가지며, 이러한 개구부를 통해서 세포 또는 조직 배양 컨테이너가 내부 컨테이너 내로 배치될 수 있고 그로부터 제거될 수 있다. 가장 일반적으로, 도어가 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고 개방된 (제1) 위치와 폐쇄된 (제2) 위치 사이에서 이동 가능하며, 개방된 (제1) 위치는 인큐베이터의 외측으로부터 내부 컨테이너에 접근할 수 있게 하고, 폐쇄된 (제2) 위치는 외측으로부터 내부 컨테이너에 접근하는 것을 방지한다. 희망하는 경우에, 하우징 및/또는 도어는 또한, 전자기 복사선이 인큐베이터, 연관된 장비, 및/또는 인큐베이터 내의 세포 또는 조직과 간섭하는 것을 방지하기 위해서 EMI 차폐를 포함할 수 있다.
용이하게 이해되는 바와 같이, 내부 컨테이너의 크기, 치수 및 부피는 상당히 다를 수 있고, 특정 용도가 이러한 치수적 매개변수를 적어도 부분적으로 결정할 것이다. 가장 일반적으로, 내부 컨테이너는 현재 알려진 세포 및 조직 배양 인큐베이터에 따른 크기 및 치수를 가질 것이다. 따라서, 내부 컨테이너의 부피는 특정 요구에 따라 달라질 수 있고, 일반적으로 10 내지 30 L, 또는 30 내지 50 L, 또는 50 내지 150 L, 또는 100 내지 200 L, 또는 150 내지 300 L일 것이고, 그 보다 더 클 것이다. 가장 일반적으로, 본원에서 제공된 인큐베이터는 세포 또는 조직 배양 인큐베이터로서 사용될 것이나, 다른 실시형태에서, 본원에서 제공된 장치는 또한 인큐베이터 쉐이커, 냉장고, 냉동고, 워크벤치, 글로브리스 글로브박스(gloveless glovebox) 등으로서 구성될 수 있다. 따라서, 적합한 부피는 적어도 10 L, 또는 적어도 20 L, 또는 적어도 50 L, 또는 적어도 100 L, 또는 적어도 150 L, 또는 적어도 200 L이거나, 그보다 더 클 것이다.
이어서, 1차 공기 베일을 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 지향시키는 1차 공기 유동 제어 장치가 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링된다. 이러한 맥락에서, "개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게"라는 문구는, 공기 베일이 개구부의 실질적으로 전부(예를 들어, 개구부의 적어도 85% 또는 적어도 90% 또는 적어도 95%)를 가로질러 연장될 것임을 표현하도록 의도된 것임에 주목하여야 한다. 마찬가지로, 공기 베일이 가상 평면에 실질적으로 평행한 경우에, 가상 평면과 공기 베일 사이의 각도는 30도 미만, 또는 20도 미만, 또는 15도 미만, 또는 10도 미만일 것이다. 결과적으로, 공기 베일은 개구부의 전방에, 개구부의 뒤쪽에, 및/또는 개구부 내에 배치될 수 있다. 또한, 공기 베일이 균일한 두께를 가지는 시트-유사 구조일 필요가 없고, 일 단부에서 더 얇은 부분 및 타 단부에서 넓은 부분을 가지는 공기 베일로도 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 그리고 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 공기 베일은 또한, 단일 베일로서 함께 작용하는 다수의 개별적인 베일 부분으로 이루어진 복합 베일일 수 있다.
본 발명의 청구 대상을 제한하는 것은 아니지만, 인큐베이터는 또한, 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고 2차 공기 베일을 1차 공기 베일에 실질적으로 평행하게 지향시키는 2차 공기 유동 제어 장치를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, "1차 공기 베일에 실질적으로 평행한 2차 공기 베일"이라는 문구는, 2개의 공기 베일이 교차되지 않고, 이들 사이에서 거리를 가지며, 그에 따라 서로에 대한 각도(30도 미만, 또는 20도 미만, 또는 15도 미만, 또는 10도 미만)가 있을 수 있다는 것을 나타내도록 의도된 것임을 이해하여야 한다. 일반적으로, 제2 공기 베일은 균일한 두께일 것이나, 제2 공기 베일이 일 단부에서 더 얇고 타 단부에서 더 두꺼울 수 있다는 것도 고려된다.
또한 추가적으로 고려되는 양태에서, 1차 및 2차 공기 베일 모두가 위에서-아래쪽으로의 유동 방향으로 배향되거나, 동일 방향(예를 들어, 측면-대-측면)의 유동을 가지는 것을 이해하여야 한다. 그러나, 덜 바람직한 양태에서, 공기 베일은 동일 배향으로 지향될 필요가 없다. 배향과 관계없이, 공기 베일이 1차 및/또는 2차 공기 유동 제어 장치에 의해서 생성되는 것이 일반적으로 바람직하고, 접선방향 팬(tangential fan), 공기 제트, 및/또는 일반적인 팬에 의해서 생성되는 것이 가장 바람직하다. 필요에 따라 또는 희망에 따라, 공기 유동은 또한, 비-난류형(지향형 또는 층류형) 공기 유동을 보조하기 위해서 하나 이상의 장치(예를 들어, 벌집형 구조물, 좁아지거나 좁아지지 않을 수 있는 원통형 구조물, 다수의 블레이드 또는 베인 등)를 통해서 지향될 수 있다. 본 발명의 청구 대상을 제한하는 것은 아니지만, 공기 베일의 안정화를 돕기 위한 1차 및/또는 2차 흡입 팬으로 1차 및/또는 2차 공기 유동 제어 장치를 보조하는 것이 추가적으로 고려된다. 따라서, 본 발명의 청구 대상의 바람직한 양태에서, 1차 흡입 팬은 1차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치될 것이고, 2차 흡입 팬은 2차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치될 것이다. 더 바람직한 양태에서, 1차 공기 베일 및/또는 2차 공기 베일이 지향성 베일 또는 층류 유동 베일이나, 이는 필수적인 것이 아니다. 또한 추가적으로 고려되는 장치에서, 공기 베일은 또한 지향성 비-층류 유동을 생성하는 반대로 회전되는 팬들에 의해서 형성될 수 있다.
앞서 주목한 바와 같이, 1차 공기 베일 내의 상당한 부분이 인큐베이터를 통해서 재순환되는 것이 일반적으로 바람직하다. 가능하기는 하지만, 그러한 재순환은 일반적으로 2차 공기 베일을 위해서 구현되지 않는다(또는 심지어 필수적이지 않다). 따라서, 2차 공기 베일을 위한 공기는 인큐베이터 외부의 위치로부터 유입될 수 있고, 2차 흡입 팬을 통해서 인큐베이터 외부의 다른 위치로 분출될 수 있다. 적어도 그러한 의미에서, 제1 및 제2 공기 베일 그리고 1차 및/또는 2차 공기 유동 제어 장치가 독립적으로 동작될 것이고/동작될 수 있다. 또한, 적어도 1차 공기 유동 제어 장치가, 1차 공기 베일의 방향 및/또는 기하형태에 대한 제어를 제공하는 메커니즘(예를 들어, 이동 가능 베인)을 포함할 것임이 일반적으로 고려된다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 그러한 제어는, 내부 컨테이너 내의 하나 이상의 대기 매개변수(예를 들어, 온도, 가스 농도, 습도 등)를 신속하게 조정하기 위해서 1차 공기 베일의 일부가 내부 컨테이너 내로 지향되는 경우에, 특히 유리하다.
또한, 재순환 공간을 통한 1차 공기 베일로부터의 공기의 재순환이 재순환 공기의 하나 이상의 매개변수(예를 들어, 가스 조성, 온도, 습도 등)의 신속한 조정, 및 인큐베이터 내의 환경 제어를 가능하게 할 것임을 이해하여야 한다. 가장 일반적으로, 재순환 공간은, 가장 일반적으로 재순환 공기의 하나 이상의 매개변수의 제어 및/또는 조정을 위한 몇 개의 부가적인 장치 및/또는 센서를 포함할, 하우징과 내부 컨테이너 사이의 공간에 의해서 형성될 것이다. 예를 들어, 필터 유닛(예를 들어, HEPA 필터), 흡수제 유닛(예를 들어, 활성탄 필터), 살균 유닛(예를 들어, UV 기반의 살균 유닛), 온도 제어 유닛(예를 들어, 가열기), 온도 센서, 습도 센서, 대기압 센서, 및/또는 가스 센서(예를 들어, O2 및/또는 CO2 센서)가 재순환 공간 내에 배치될 수 있다. 또한, 하나 이상의 가스 유입구가 재순환 공간에 제공될 수 있고, 이를 통해서 외부 공급원으로부터의 가스(들)가 재순환 공간 내의 공기에 공급될 수 있다. 그러나, 이하에서 더 구체적으로 제시되는 바와 같이, 재순환 공간은 또한, 내부 컨테이너에 유체적으로 커플링되는 별도의 공간/부피로서 구성될 수 있다.
본 발명의 일부 형태에서, 고려되는 인큐베이터는, 내부 컨테이너 내의 공기 부피를 내부 컨테이너 외부의 공기 부피와 분리하기 위해서 구분된 공간들(예를 들어, 외부 재순환 공간 및 내부 컨테이너)을 이용한다. 실제로, 도 6, 도 8 및 도 9의 예시적인 인큐베이터에서 도시된 바와 같이, 재순환 공간이 내부 컨테이너 주위를 둘러싸는 것이 필수적인 것은 아니다. 사실상, 병렬(side-by-side) 그리고 파이프형 설계를 포함하는, 동일한 1차 및/또는 2차 공기 유동 제어 장치를 유지하는 임의의 구성이 작동할 것임이 고려된다. 그러나, 도시된 바와 같은 둘러싸는 설계의 하나의 상당한 이점은, 공기 부피가 순환함에 따라, 공기가 원심성 거동을 나타낼 것이고, 이는 입자가 재순환 공간의 외측 연부 부근에서 우선적으로 머무르게 할 것이고, 그에 따라 입자가 재순환 공간 내에 설치된 여과 시스템을 강제로 통과하게 하고 그에 의해서 포획되게 할 것이다. 또한, 개구부를 통해서 외장에 진입하는 계량되지 않은 임의의 공기가 또한 재순환 공간을 통해서 포획되고 컨디셔닝을 위해서 전달될 것이고, 그에 따라 내부 컨테이너 내의 환경 변동이 작아질 수 있게 한다. 고려되는 구성의 다른 이점은 동작 중의 유지보수(예를 들어, 필터 교환)가 용이하다는 것이다.
적합한 도어와 관련하여, 개구부를 적어도 일시적으로 폐쇄할 수 있는 임의의 도어가 본원에서의 사용에 적합한 것으로 간주되는 것, 그리고 고려되는 도어가 (예를 들어, 경첩을 중심으로 하는) 회전/피벗 모션, (예를 들어, 망원경식 기어를 이용한) 수직 또는 수평 병진운동 모션, 또는 (예를 들어, 트램맬(trammel) 또는 복합 피벗을 이용한) 복합 모션에 의해서 내부 컨테이너에 대한 접근을 제공할 수 있다는 것이 고려된다. 그러나, 도어가 도어를 (먼저) 개구부로부터 멀리 그리고 (이어서) 위쪽 모션으로 이동시키는 방식으로, 도어가 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되는 것이 일반적으로 바람직하다. 그러한 방식의 개방은 유리하게 인큐베이터의 내측으로부터 외측으로 공기를 강제하는 공기 모션의 강도 및/또는 도어와 인큐베이터 챔버 내측 사이의 난류 공기의 양을 감소시킬 것이다. 예를 들어, 도어는 바람직하게는, 일반적으로 (내부 컨테이너를 향해서 또는 그로부터 멀리) Y-축을 따른 제1 이동 및 개구부를 가로질러 (X- 또는 Z-축) 연장되는 가상 평면에 평행한 제2 이동으로, (도어의 하나의 연부를 따라서 연장되는 경첩 또는 다른 피벗 메커니즘 상에서가 아닌) 비-피벗 모션으로 이동 가능할 것이다. 일부 이동은 바람직하게는 순차적이거나, 하나의 복합 모션으로 수행될 수 있다. 대안적으로, 도어는 또한 (일반적으로 회전 도어를 먼저 개구부로부터 멀리 이동시킨 후에) 도어의 둘레에 근접한, 도어의 둘레에 있는, 또는 그 외측에 있는 축을 중심으로 회전될 수 있다. 추가적인 실시형태에서, 도어는 또한 가요성 또는 세그먼트화된 커버로서 구성될 수 있고, 각각의 세그먼트는 가요성 연결부 또는 필름을 통해서 다음 세그먼트에 커플링된다(그에 따라 세그먼트화된 차고 도어와 유사하다). 그러한 가요성 또는 세그먼트화된 도어는 개구부에 실질적으로 평행하게 그리고 내부 컨테이너 또는 하우징의 상단 벽 또는 측벽을 향해서 활주 모션으로 이동될 수 있다.
또한, 인큐베이터 내부와 외부 사이의 압력차를 수용하기 위해서, 도어가 자기적(또는 기계적) 도어 밀봉부를 사용할 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 희망하는 경우에, 도어가, 선반 또는 조작자를 사이에 두고 폐쇄되는 것을 방지하도록 설계된 안전 메커니즘을 포함할 수 있다는 것, 그리고 적합한 안전 메커니즘이 토크 증가, 광학적 센서, 및/또는 근접도 센서(이들 모두는 당업계에서 잘 알려져 있다)를 기초로 할 수 있다는 것이 또한 고려된다. 특히, 고려되는 인큐베이터가 도어를 가질 필요가 전혀 없고, 그에 따라 그렇게 수정된 인큐베이터가 글로브 박스, (생물 안전 레벨 2+) 세포 또는 조직 배양 벤치, 연기 후드 등으로서 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 내부 컨테이너의 개구부가 이중 공기 커튼/베일에 의해서 차폐된다는 것을 이해하여야 한다. 유리하게는, 그러한 차폐는, 이제까지 알려진 인큐베이터에서 일반적인 바와 같이 오염된 공기를 내부 컨테이너 내로 밀어 내거나 흡입하는 것이 부족함으로 인해서 발생되는 오염을 상당히 감소시키거나 심지어 완전히 방지한다. 상이한 관점으로 볼 때, 공기 베일(들)은, 내부 컨테이너의 환경을 보전하면서 오염을 방지하는 실질적인 에어-록(air-lock)으로서 작용한다.
용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 고려되는 인큐베이터의 동작은 바람직하게는, 일반적으로 다양한 외부 장치(예를 들어, 스마트폰, 태블릿, 네트워크 노드 또는 접근점 등)와 정보를 통신하도록 또한 구성되는, 미리-프로그래밍된/되거나 프로그래밍 가능한 제어 회로를 통해서 제어될 것이다. 일반적인 양태에서, 제어 회로는 적어도 도어, 1차 공기 유동 제어 장치, 및/또는 2차 공기 유동 제어 장치에, 그리고 가장 일반적으로 또한 온도 센서, 가스 센서(예를 들어, O2 센서 또는 CO2 센서), 대기압 센서, 및/또는 습도 센서에 전자적으로 커플링될 것이고, 제어 회로는, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 가열기를 활성화하도록, 인큐베이터 내로의 가스의 진입을 허용하기 위해서 가스 밸브를 개방하고/하거나 가습기를 활성화하도록 프로그래밍된다. 또한 추가적으로, 제어 유닛은, 사용자 명령(예를 들어, 음성 명령)을 수신하고/하거나 (예를 들어, 화상 인식을 통해서) 인큐베이터의 인증된 사용자를 검증하도록 프로그래밍된 접근 제어 장치에 전자적으로 커플링될 수 있고, 제어 회로는 사용자 명령 및/또는 인증된 사용자의 검증을 수신할 때, 도어를 개방 및/또는 폐쇄할 것임을 이해하여야 한다.
예를 들어, 적합한 센서는 CO2 및 O2 가스 센서(N2 농도는 감지된 CO2 및 O2 농도로부터 도출될 수 있다는 것에 주목하여야 한다), 온도 센서, 습도 센서, 및 공기압 센서를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 각각의 환경 매개변수에 대한 센서는 "뇌-분할(split-brain)" 감지 오류를 방지하기 위해서 3중으로 존재하고, 센서는, 더 빠른 응답 및 더 정확한 제어를 가능하게 하기 위해서 공기 경로 내의 전략적 위치에 배치될 수 있다. 고려되는 인큐베이터에서 사용되는 센서들이 명목상 "신속" 및 "정확" 카테고리로 분할될 수 있다는 것을 또한 이해하여야 한다. 신속 센서는 합리적으로 정확한 실시간(일반적으로 1초 이내)의 결과를 달성하는 한편, 정확 센서는 확정까지 최대 15초가 소요될 수 있지만 정확도의 "보정" 레벨을 제공할 수 있다. 신속 센서의 예로서, (모델에 따라) 0.5℃내지 5℃범위의 일반적인 정확도와 1/10초 이내의 일반적인 응답 시간을 일반적으로 제공할 수 있는 열전쌍이 있다. 정확 센서의 예는, 0.1℃내지 1℃의 정확도 및 1 내지 30초 범위의 설정 시간을 가지고 일반적으로 이용될 수 있는 백금 RTD(Resistance Temperature Detector) 센서이다.
일반적인 안정 폐쇄 루프 동작에서, 정확 센서를 이용하여 동작 환경의 매우 정확한 제어를 유지한다. 환경 변화가 검출될 때(예를 들어, 도어가 개방될 때), 인큐베이터는 신속 센서를 이용하여 임의의 검출된 편차에 신속하게 접근하고 교정한다. 편차가 안정되면, 인큐베이터는 제어를 위해서 정밀 센서로 다시 복귀한다. 예를 들어, 가열 능력(그리고, 주변 온도가 37℃를 초과하는 경우에, 적절한 냉각 능력)을 제공할 수 있는, 재순환 공간의 후방부에 위치된 열전쌍 모듈에 의해서 온도 제어가 제공될 수 있다. 산소/질소 제어는 당업계에 잘 알려진 바와 같은 질소 탱크와 함께 필터링된 압축 공기에 의해서 또는 특별한 혼합 가스 생성기를 통해서 제공될 수 있다. 당업계에 잘 알려진 바와 같이, CO2는 일반적으로 가스 탱크로부터 제공된다. 습도 제어를 위해서, 유닛이, 잘 알려진 통상적인 가열 팬으로부터 전용 습도 제어 기술, 예를 들어 습도 감소를 위한 분자 체 흡착(molecular sieve adsorption) 및 습도 증가를 위한 외부 습도 생성기까지의 범위의 기술을 이용할 수 있다는 것이 고려된다. 선택적으로, 유닛은 또한, 가스를 인큐베이터의 내외로 공급 또는 배출하는 것에 의해서, 정확한 공기 압력을 제어할 수 있다.
도 2는 도어가 폐쇄된 인큐베이터 내의 예시적인 구성 및 공기 유동의 측면도를 도시한다. 이러한 예시적인 도면에서, 도어가 폐쇄 위치에 있고 1차 공기 제어만이 동작된다는 것(공기 유동이 화살표로 표시되어 있다)을 이해하여야 한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 인큐베이터(200)의 내부 컨테이너 내의 대기의 환경 제어는, 하우징(210)과 내부 컨테이너(220) 사이에 형성된 재순환 공간(212)을 통한, (이동 가능 베인(232)을 이용한) 1차 공기 유동 제어 장치(230)를 통한 공기의 재순환에 의해서 유지된다. 도 2에서 확인될 수 있는 바와 같이, 재순환 공간은 O2 센서(270) 및 CO2 센서(272), 가열기(280), 가스 유입구(282), 필터(283)(활성탄), HEPA(284), 및 살균 유닛(290)을 포함한다. 공기 베일이 1차 공기 유동 제어 장치와 1차 흡입 팬(240) 사이에 형성되고, 공기 베일 기하형태 및 방향은 이동 가능 베인(232)에 의해서 제어된다. 이러한 예시적인 구성에서, 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우에, 공기 베일은 도어가 개방되는 시간에 비해서 감소될(throttled down)(예를 들어, 공기 부피 유동의 50 내지 90%, 또는 공기 부피 유동의 20 내지 50%) 수 있고, 희망하는 경우에 공기 베일은 일시적으로만 동작될 수 있다. 이러한 예에서, 2차 공기 유동 제어 장치(250) 및 2차 흡입 팬(260)은 턴 오프된다. 또한, 1차 흡입 팬을 통해서 재순환 전에 공기 베일의 공기의 적어도 일부 부분이 내부 컨테이너 내로 지향되도록, 베인이 이동될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 대기 매개변수에 대한 특정 설정점에 따라, 센서가 신호를 제어 유닛(미도시)에 제공하여 가열기, 가스 유입구(들), 및 다른 장치를 활성화시키고 그에 따라 대기 매개변수를 희망 레벨에서 유지할 것임에 주목하여야 한다. 여기에서, 모든 측정이 실시간으로 수행될 수 있다는 것, 모든 교정 활동이 실시간으로 구현될 수 있다는 것, 그리고 베일 및 재순환 공간을 통한 공기의 재순환이 대기 매개변수의 신속한 평형을 가능하게 할 것임을 특히 이해하여야 한다.
예를 들어, 0.01 내지 0.1, 또는 0.1 내지 1.0, 또는 1.0 내지 3.0, 또는 3.0 내지 5.0, 또는 5.0 내지 10.0(그리고 그 초과)가 되도록 재순환율이 조정될 수 있고, 내부 부피는 10초 내지 60초, 또는 1분 내지 5분, 또는 5분 내지 15분, 또는 15분 내지 1시간의 기간 내에 재순환된다. 물론, 이러한 재순환율은 특정 동작 조건으로 인해서 달라질 수 있다. 예를 들어, 도어가 빈번하게 개방 및 폐쇄되는 경우, 조작자가 내부 컨테이너에 빈번하게 접근하는 경우, 가스 농도를 하나의 설정점으로부터 다른 설정점으로 변경할 필요가 있는 경우 등에서, 더 큰 비율이 일반적으로 필요하다. 역으로, 도어가 긴 기간 동안 폐쇄되어 유지되는 경우에, 재순환율은 더 작을 수 있다. 따라서, 1차 공기 유동 제어 장치는 0.1 내지 1 리터/분, 또는 1 내지 10 리터/분, 또는 10 내지 100 리터/분, 또는 100 내지 500 리터/분(STP)의 공기 유동을 전달할 수 있다. 물론, 이러한 맥락에서, 재순환 부피가 동작 조건뿐만 아니라 내부 컨테이너의 부피에 따라 달라질 것임을 이해하여야 한다. 그러나, 많은 실시형태에서, 내부 컨테이너의 부피는 10 내지 100, 또는 100 내지 200 리터, 또는 200 내지 400 리터, 또는 400 내지 1,000 리터, 또는 1,000 내지 5,000 리터일 것이고, 일부 경우에 그보다 더 클 것이다.
(예를 들어, 앞서 주목한 바와 같은 복합 모션으로) 도어를 개방할 때, 2차 공기 베일이 도 3에 도시된 바와 같이 구축될 수 있다. 여기에서, 공기 유동이 화살표로 다시 한번 도시되어 있고, 2차 공기 베일은 2차 공기 유동 제어 장치 및 2차 흡입 팬을 통해서 생성된다. 참고로, 이러한 예에서, 2차 공기 베일은 재순환되지 않거나 실질적으로 재순환되지 않고(즉, 2차 공기 베일 내의 공기의 10% 미만이 재순환되고), 인큐베이터의 외부로 분출되는 것을 이해하여야 한다. 어떠한 이론 또는 가설에 의해서 구속되길 원치 않지만, 도어가 개방되는 동안 및/또는 개방되어 있는 동안, 2차 공기 베일이 1차 공기 베일을 보호하고 환경적 방해에 대한 제1 장벽을 구축할 것임이 고려된다. 또한, 사용자의 손 및 팔이 양 공기 베일에 침투하는 경우에, 1차 및 2차 공기 베일이 협력하여 인큐베이터의 내부 컨테이너 내의 환경적 방해를 최소화할 것이다. 더 이해되는 바와 같이, 임의의 잠재적인 공기 중 오염물질은 주로 재순환 공기 스트림에 먼저 진입할 것이고, 필터 및 살균 유닛 내에서 제거될 것이다. 따라서, 공기 베일은 환경적 방해를 감소시킬 뿐만 아니라 살균 동작을 유지할 것이다. 도 4는 도어가 완전히 개방된 인큐베이터 내의 공기 유동의 다른 예시적인 도면을 도시한다. 예시적으로 도시된 바와 같이, 재순환 공기의 여과 및 살균이 용이하게 달성되는 한편, 동시에 1차 및 2차 공기는 내부 컨테이너 내에서 설정된 대기 매개변수를 유지하는데 도움을 준다.
본원에서 제공된 인큐베이터 구성요소의 또한 추가적인 유리한 이용에서, 도 5에 예시적으로 도시된 바와 같이, 1차 및/또는 2차 공기 베일을 유지하면서, 대기 매개변수의 임의의 방해가 실시간으로 교정될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 여기에서, 1차 공기 유동 제어 장치의 베인을 제어하여, 재순환 공간으로의 재-진입 전에, 1차 베일로부터의 공기 유동의 적어도 일부를 내부 컨테이너 내로 지향시킨다. 그러한 재지향이 특히 유리한데, 이는, 도어가 개방되어 있는 동안, 재순환 공간 내의 센서에 의해서 측정된 대기 매개변수의 방해가 실시간으로 교정될 수 있고 그러한 교정(예를 들어, 열, 습도, N2 및/또는 CO2 부가)이 실시간으로 구현될 수 있기 때문이다.
1차 및 2차 공기 베일 내의 부피 공기 유동과 관련하여, 이러한 공기 유동이 필요에 따라 유연한 방식 또는 미리-프로그래밍된 방식으로 조정될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 예를 들어, 하나 이상의 센서가 1차 및/또는 2차 베일을 통과하는 사용자의 손 또는 팔을 검출하는 경우에, 공기 유동이 1차 및/또는 2차 공기 베일 내에서 감소되어 난류 공기 유동을 감소시킬 수 있다. 다른 한편으로, 도어가 개방되는 경우에, 공기 유동이 미리-프로그래밍된 방식으로 1차 및/또는 2차 공기 베일 내에서 증가될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 단일 공기 베일을 생성하기 위해서 다수의 공기 유동 제어 장치가 구현되는 경우에, 공기 유량이 보다 세분화된 방식으로 조절될 수 있다(예를 들어, 손 또는 팔이 검출된 경우에 유동을 줄이고, 다른 경우에 유동을 증가시킬 수 있다). 따라서, 다수의 공기 유동 제어 장치를 이용하여 장애물 '주위'에서 공기 베일을 생성할 수 있다. 그에 따라, 전술한 관점에서, 인큐베이터 외부의 조건과 관계없이 그리고 심지어 사용자가 내부 컨테이너에 접근하는 시간 동안에도, 본 발명의 청구 대상에 따른 인큐베이터가 인큐베이터 내의 대기 매개변수의 변동성 또는 편차를 상당히 감소시키거나 심지어 제거할 것임을 이해하여야 한다.
인큐베이터의 특정 크기 및 구성에 따라, 1차 공기 베일 및/또는 2차 공기 베일 내의 공기 유동이 그에 따라 적어도 0.1 L/분, 또는 적어도 0.2 L/분, 또는 적어도 0.5 L/분, 또는 적어도 1.0 L/분, 또는 적어도 2.0 L/분, 또는 적어도 5.0 L/분, 또는 적어도 10 L/분, 또는 적어도 20 L/분, 또는 적어도 50 L/분, 또는 적어도 100 L/분일 수 있다. 예를 들어, 1차 공기 베일 및/또는 2차 공기 베일 내의 일반적인 공기 유동이 0.1 L/분 내지 1.0 L/분, 또는 1.0 L/분 내지 5.0 L/분, 또는 5.0 L/분 내지 10 L/분, 또는 10 L/분 내지 50 L/분, 또는 50 L/분 내지 100 L/분, 또는 심지어 그 초과일 수 있다.
도 6은 1차 및 2차 공기 유동 제어 장치 및 상응하는 1차 및 2차 흡입 팬을 갖춘, 본원에서 고려되는 바와 같은 인큐베이터의 다른 예시적인 사시도를 제공한다. 적합한 공기 유동과 관련하여, 도 7은, 공기 유동 거동이 공기 베일의 높이 및 공기 유동 제어 장치로부터의 공기의 출구 속도에 따라 도시된 그래프를 예시적으로 도시한다. 용이하게 확인될 수 있는 바와 같이, 층류 유동은 비교적 적당한 출구 속도에서 먼 거리에 걸쳐 달성될 수 있다. 또한, 공기 유동이 선형적이 아니고 완전히 난류도 아닌 상당한 전이 영역(전이 영역)이 있다는 것에 주목하여야 한다. 그러한 전이적인 유동은 또한 본원에서 사용하기에 적합한 것으로 간주되는데, 이는 이러한 공기 유동이 먼 거리에 걸쳐 여전히 지향적일 수 있기 때문이다. 사실상, 정렬된 또는 반-정렬된(semi-ordered) 공기 유동은 비교적 먼 거리에서만 파괴된다.
희망 공기 유동을 구축하기 위해서, 실험적 테스팅뿐만 아니라 광범위한 컴퓨터 유체 역학 모델링을 이용하여 내부 컨테이너 및 재순환 공간을 위한 경로를 설계하였다. 공기 베일의 개념이 지향성 유동을 유지할 수 있는 임의의 방법과 함께 작용하지만, 환경적 격납에서 가능한 한 최고의 효율로 층류 유동을 생성하는 것이 일반적으로 바람직하다. 이를 위해서, 공기 베일은, 외부 공기를 인큐베이터 내의 컨디셔닝된 공기로부터 분리하는 공기 유동 경계를 보존하는 안내 층을 생성하기 위해서 협력하여 작용하는 2개의 분리된 공기 유동 제어 장치에 의해서 생성되었다. 특히, 공기 유동 제어 장치로부터의 상이한 공기 속도들을 이용하는 것은, 공기 유동 경계를 조향하여 개구부의 연부를 분할할 수 있게 하였다. (도 6에 도시된 바와 같이, 도어가 개방 위치에 있는(미도시)) 하나의 예시적인 구성에서, 모든 외부 공기가 여과, 위생 처리, 및 보상을 위해서 재순환 공간을 통해서 먼저 강제되었다. 이러한 예에서, 외부(2차) 공기 베일은 2세트의 팬을 가졌다. 상단 팬은 HEPA 필터를 이용한 주변 공기의 사전 여과를 이용하였고, 공기의 층류 시트를 생성하는데 도움을 주기 위해서 성형된 배출구 도관을 이용하였다. 하단(흡입) 팬을 이용하여 층류 유동의 공기 경로를 성형하였고, 수집된 공기를 룸(room) 내로 배출하였다. 따라서, 2차 공기 베일은 재순환되지 않았다.
내부(1차) 공기 베일은 재순환 공간으로부터 공기를 끌어 들이고 이를 성형된 도관을 통해서 배출하여, 일 측면 상에서 외부 공기 베일에 의해서 생성된 층류 시트에 의해서 그리고 다른 측면 상에서 내부 컨테이너에 의해서 경계 지어진, 개구부에 걸친 공기의 층류 시트를 다시 형성하였다. 공기 경로의 단부에 개구부가 위치되고, 이러한 개구부는 하단(흡입) 팬을 통해서 그 연관된 여과 및 컨디셔닝 기술과 함께 재순환 공간 내로 다시 이어진다. 그러나, 외부 공기 베일을 구현하는 것이 반드시 필요한 것이 아니나, 그러한 것이 없는 경우에 (이상적인 공기 유동 프로파일보다 작은 것으로 인해서) 보상을 위한 더 많은 공기 교환을 초래할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
(실험적 측정을 기초로 하는 입력을 가지는) 컴퓨터 유체 역학 모델링 시뮬레이션에서, 바람직한 유동 특성을 검사하기 위해서 다수의 설계 반복이 이루어졌다. 도 6의 예에서, 본 발명자는, 공기 베일의 바람직한 공기 유동이 초당 0.3 미터 내지 초당 0.6 미터의 범위 내에 있었고, 그에 따라 층류 유동 또는 거의-층류의 유동을 초래하였다는 것을 확인하였다. 더 빠른 공기 속도는 (공기 경계 내의 보다 많은 혼합을 유발함으로써 전체적인 격납 효율을 감소시키는) 난류 전이 영역을 더 쉽게 생성하였고, 더 느린 공기 속도는, 공기 베일 부근에서 빨리 이동하는 공기 흐름(예를 들어, 룸 팬 또는 사람이 옆에서 걷는 것)과 같은, 외부 간섭의 영향을 더 받기 쉬웠다. 그럼에도 불구하고, 공기 베일의 대안적인 공기 유동은 또한 0.05 내지 0.1, 또는 0.1 내지 0.2, 또는 0.2 내지 0.3 미터/초의 범위, 또는 0.6 내지 0.7, 또는 0.7 내지 0.8, 또는 0.8 내지 0.9, 또는 0.9 내지 1.0 미터/초, 그리고 심지어 그 초과일 수 있다.
또한, 특정 동작 모드에 의해서 요구될 때, 1차 공기 베일 내의 공기 유동이 변경될 수 있고 조정될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도어가 폐쇄될 때, 공기 유동은 도어가 개방될 때보다 적을 수 있다. 다른 한편으로, 새로운 동작 조건이 설정되는 경우에, 공기 유동은 정상-상태 동작에 비해서 증가될 수 있다. 마찬가지로, 2차 공기 베일 내의 공기 유동이 변경될 수 있고 특정 상황에 맞춰 조정될 수 있다. 예를 들어, 도어가 폐쇄될 때, 공기 유동이 존재하지 않을 수 있다. 도어의 개방 시에, 공기 유동은 1차 공기 베일과 동일하거나 유사한 공기 유동까지 증가될 수 있다. 다른 한편으로, 사람의 손 또는 팔이 개구부에 진입하는 것이 검출되는 경우에, 2차 공기 베일 내의 공기 유동은 1차 공기 베일의 유량을 초과하는 유량까지 증가될 수 있다.
추가적인 양태에서, 정상 동작 중에, 고려되는 인큐베이터는 (태풍의 눈과 유사하게) 내부 컨테이너 내의 공기 흐름을 최소화할 수 있다. 그러나, 예를 들어 인큐베이터를 처음 시작할 때, 신속한 공기 교환이 요구되는 경우가 있다는 것을 이해하여야 한다. 그러한 경우에, 2개의 베일 유닛들 사이에서 다른 공기 속도들을 이용하는 것에 의해서 또는 단순히 베인/노즐을 이용하여 공기를 내부 컨테이너 내로 직접적으로 지향시키는 것에 의해서, 공기 흐름이 내부 컨테이너 내에서 조향 또는 성형될 수 있다.
또한, 이중 챔버 설계(재순환 공간 및 내부 컨테이너)의 공기 경로로 인해서, 환경적 매개변수의 요동이 재순환 공간 내에서 유지되고 더 조용한 내부 컨테이너 내로 확산되기 전에 교정된다는 것을 이해하여야 한다. 도 8 및 도 9는 상이한 공기 유동 속도들을 이용한 컴퓨터 유체 역학 모델링으로부터의 예시적인 결과를 도시하고, 도 8의 공기 유동은 도 9의 공기 유동보다 적었다. 도 10은, 재순환 공간이 내부 컨테이너로부터 분리되고, 하나 이상의 환경적 매개변수의 조정이, 입구 및 출구 도관에 의해서 내부 컨테이너에 유체적으로 커플링되는 별도의 외부 챔버 내에서 이루어지는, 대안적인 구성을 도시한다.
도 11은 스크린 및 스크린 위의 카메라를 갖는, 본 발명의 청구 대상에 따른 인큐베이터의 사시도를 도시한다. 이러한 예에서, 이러한 스크린은 바람직하게는, 예를 들어 인큐베이터 내의 대기 매개변수를 설정하기 위한/위하거나 접근이 제한된 경우에 암호를 입력하기 위한 사용자 입력을 수용할 수 있는 터치 감응형 스크린이다. 또한, 스크린은 또한 일반적으로 (예를 들어, 프로그래밍된 모드를 무시하기 위한, 또는 하나 이상의 매개변수를 수정하기 위한) 추가적인 사용자 제어 및 동작 상태 등을 제공할 것이다. 비디오 카메라와 관련하여, 카메라가 특정(예를 들어, 미리-승인된) 사용자를 인증하기 위해서 뿐만 아니라 특정 동작 제어에 상응하는 동작을 인식하기 위해서 화상 인식을 이용할 수 있다는 것이 고려된다. 물론, 접근 제어가, 화상 인식과 매칭될 수 있는 음성 명령을 가능하게 하는 마이크로폰 및 오디오 프로세싱 소프트웨어의 이용을 포함할 수 있다는 것에 또한 주목하여야 한다. 도 12는 도 11의 인큐베이터를 개방 구성으로 도시하고, 도 13은 1차 및 2차 흡입 팬을 위한 공기 흡기 섹션을 도시하는 도 12의 인큐베이터의 상세도이다. 도 14는, 이동 가능 베인과 함께, 개방된 도어 그리고 1차 및 2차 공기 유동 제어 장치를 도시하는 도 12의 인큐베이터의 다른 상세도이다. 마지막으로, 도 15는 예시적인 인큐베이터의 사시도를 도시한다.
예를 들어, 적합한 사용자 인터페이스가 제어 유닛의 일부일 수 있거나, 사용자 인터페이스와 별개이고 그와 전자적으로 커플링될 수 있다. 다른 옵션들 중에서, 고려되는 사용자 인터페이스 특징은 안면 검출 및 접근 로그를 위한 전방 대면 카메라, 인큐베이터 기능의 무접촉 제어를 위한 동작 인식을 위한 3D 스캐닝 기술(예를 들어, Intel Realsense 3D) 및/또는 단순한 제어를 위한 음성 검출을 포함한다. 추가적인 실시형태에서, 인큐베이터는 신속한 상태 체크 및 더 용이한 옵션 검색을 위한 대형 전방 패널 디스플레이를 가질 것이다. 내장형 네트워킹 유닛이 제공될 수 있고, 그에 따라 인큐베이터가 PC 또는 태블릿으로 모니터링될 수 있고, 동작 문제 또는 다른 기술적 문제의 경우에 사용자에게 알리기 위한 경보가 설정될 수 있다. 희망하는 경우에, 다양한 세포 라인에 대한 알려진 이상적/작업 환경 조건을 저장 및/또는 인출할 수 있도록 하기 위해서 그리고 연구자들의 협력을 촉진하기 위해서, 클라우드 접근이 이루어질 수 있다.
그에 따라, 일부 바람직한 양태에서, 고려되는 인큐베이터는, 내부 컨테이너를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징을 가질 것이고, 내부 컨테이너는 개구부를 갖는다. 1차 공기 유동 제어 장치가 하우징 및/또는 내부 컨테이너에 커플링되고 1차 공기 베일을 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 실질적으로 평행하게 지향시키며, 하우징, 내부 컨테이너, 및 1차 공기 유동 제어 장치는, 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환을 가능하게 하는 재순환 공간을 형성하도록 서로 상대적으로 배치된다. 앞서 주목한 바와 같이, 재순환 공간은 복수의 센서들(예를 들어, CO2 센서, O2 센서, 습도 센서, 대기압 센서, 및/또는 온도 센서)를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 또한 살균 유닛, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 활성탄 필터 및/또는 가열기를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 또한, 재순환 공간에 전달되도록 하나 이상의 가스(예를 들어, 주변 공기, N2, CO2, 등)가 통과하는 하나 이상의 부분을 재순환 공간이 또한 포함하는 것이 일반적으로 바람직하다.
특정 구성과 관계없이, 고려되는 인큐베이터는 인큐베이터 제어 유닛을 또한 포함할 것이고(또는 정보적으로/전자적으로 인큐베이터 제어 유닛에 커플링될 것이고), 이러한 인큐베이터 제어 유닛은 마이크로프로세서 및 마이크로프로세서에서 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리를 가지고, 명령어는 제어 유닛이, 도어가 제2 위치로 이동할 때, 1차 공기 유동 제어 장치를 하향-조절하게 하고 선택적으로 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링된 베인의 이동을 유발하게 하게 하며, 도어가 제1 위치로 이동할 때, 1차 공기 유동 제어 장치 및 선택적인 2차 공기 유동 제어 장치를 상향-조절하게 하고/하거나 도어가 제1 위치에 있을 때, 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링된 베인의 이동을 유발하게 한다.
물론, 제어 유닛은 바람직하게는, 인큐베이터 내의 하나 이상의 대기 매개변수를 유지, 조절 및/또는 조정하기 위해서, 다양한 센서 및 이펙터 회로(effector circuit)에 또한 전자적으로 커플링될 것이다. 예를 들어, 제어 유닛은 온도 센서, 가스 센서(예를 들어, O2 센서 또는 CO2 센서), 대기압 센서, 및/또는 습도 센서에 전자적으로 더 커플링될 수 있고, 명령어는 제어 유닛이 가열기를 활성화하게, 인큐베이터 내로의 가스의 진입을 허용하기 위해서 가스 밸브를 개방하고/하거나 가습기를 활성화하게 할 수 있다. 용이하게 이해되는 바와 같이, 동일한 유형의 다수의 여분의 센서(예를 들어, 3개 이상)를 이용하여, 단일 센서가 고장일 때에도, 연속적인 동작을 보장할 수 있다. 예를 들어, 명령어는 또한, 도어가 개방될 때 또는 개방 위치에 있을 때, 제어 유닛이 가열기를 활성화하게, 인큐베이터 내로의 가스의 진입을 허용하기 위해서 가스 밸브를 개방하고/하거나 가습기를 활성화하게 할 수 있다. 희망하는 경우에, 그리고 이미 앞서서 주목한 바와 같이, 제어 유닛은 또한, 사용자 명령을 수신하고/하거나 인큐베이터의 인증된 사용자를 검증하도록 프로그래밍된 접근 제어 장치에 전자적으로 커플링될 수 있고, 명령어는, 사용자 명령 및/또는 인증된 사용자의 검증을 수신할 때, 제어 유닛이 도어를 개방 및/또는 폐쇄하게 한다. 용이하게 이해되는 바와 같이, 제어 유닛의 하나 이상의 기능(예를 들어, 도어 개방 및 폐쇄, 동작 매개변수, 가스 유동, 공기 유동 제어 장치의 동작, 및/또는 베인 위치의 조정)이 또한 수작업으로, 기계적으로 또는 아날로그 제어 장치로 실시되어, 전력 차단 또는 다른 동작 중단의 경우에, 시스템의 이중 안전(redundancy)을 제공할 수 있다.
본 발명의 청구 대상의 추가적인 양태에서, 고려되는 인큐베이터는 또한 대기압 센서 및/또는 고도계를 포함하여, 인큐베이터의 특정 지형적 위치와 관계없이 가스의 부분압을 교정하게 할 수 있다. 또한, 대부분의 상황에서 고려되는 인큐베이터가 대기압 레벨에서 동작할 것이지만, 본원에서 고려되는 인큐베이터가, 증가된 압력에서 동작할 수 있도록, 압력 제어 유닛을 포함할 수 있다. 희망하는 경우에, 적합한 인큐베이터가 적색 조명 공급원, 하나 이상의 전자적 출력부 및 연결부, (예를 들어, 동작 데이터 및/또는 상태의 수집/전달을 위한, 동작 매개변수를 변경하기 위한, 기타 등등을 위한) 하나 이상의 무선 인터페이스와 같은 보조 기능을 추가로 포함할 수 있다.
인큐베이터 내의 대기 매개변수의 편차를 더 줄이기 위해서, 공기 베일을 최소화하도록 선반 또는 다른 이동 부품이 구성될 수 있다는 것이 또한 고려된다. 예를 들어, 트레이는, 난류성 공기 유동을 생성하지 않는(또는 상당히 감소시키는) 공기 베일의 유동을 가능하게 하는, 관통 연장 채널을 포함하도록 구성될 수 있다. 다른 옵션들 중에서, 트레이는, 트레이에 걸친 공기 유동을 가능하게 하는 벌집형 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 다양한 구성요소의 서비스 및/또는 그에 대한 접근을 더 촉진하기 위해서, 하우징이 정지적으로 유지되도록 그리고 내부 컨테이너가 하우징으로부터 멀리 이동되도록, 내부 컨테이너가 (예를 들어, 레일 또는 망원경식 메커니즘을 통해서) 하우징에 활주 가능하게 커플링될 수 있는 것이 일반적으로 바람직하다.
또한 추가적으로 고려되는 양태에서, 1차 및/또는 2차 공기 베일이 본원에서 제공된 바와 같은 인큐베이터와 함께 이용하는데 적합할 뿐만 아니라, 공기 베일이 또한 글로브 박스에서 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 결과적으로, 글로브 박스는 더 이상 글로브 포트가 있는 기계적으로 밀봉된 환경을 가질 필요가 없고, 조작자에 대면되는 전방 외장(front enclosure)의 적어도 일부가 완전히 개방되나 1차 및/또는 2차 공기 베일에 의해서 보호된다는 것에 주목하여야 한다.
고려되는 인큐베이터는 하나 이상의 규정된 가스(예를 들어, N2 및/또는 CO2)를 이용하는 가장 일반적인 인큐베이터로서 동작될 수 있지만, 가스가 또한 별도의 가스 공급 시스템에 의해서 제공될 수 있다는 것이 추가적으로 고려된다. 가장 바람직하게는, 고려되는 가스 공급 시스템은 압축 가스 공급물을 생산하기 위한 주변 공기 압축기를 포함할 것이다. 용이하게 이해되는 바와 같이, 압축된 주변 공기는 일반적으로 냉각, (예를 들어, 심층 냉각, 분자 체, 습착 등을 통한) 제습, 및 필요한 경우에 탈-오일될 것이다. 일단 압축되면, 압축된 주변 공기의 적어도 일부는 바람직하게는 질소-투과 멤브레인 및/또는 압력 스윙 흡착(PSA) 유닛을 이용한 공기 분리 단계를 거치고, 그에 따라 N2가 부화된(일반적으로 적어도 80%, 또는 적어도 85%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 98% N2) 생성물 스트림을 생산한다. 이러한 N2 부화 생성물 스트림은 바람직하게는 질소 버퍼 탱크 내에 저장되고, 이러한 탱크로부터 일부가 혼합 유닛에 공급될 수 있다. (약 21% O2를 포함하는) 압축된 주변 공기의 적어도 다른 부분이 혼합 유닛에 공급될 수 있다. 희망하는 경우에, (적어도 80%, 또는 적어도 85%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 98% CO2의 순도를 가지는) CO2의 공급원이 혼합 유닛에 유체적으로 커플링될 수 있다. 대부분의 실시형태에서, 혼합 유닛은, 압축 공기, N2 부화 생성물 스트림, 및 CO2 생성물을 수용할 수 있고 압축 공기, N2 부화 생성물 스트림, 및 CO2 생성물의 혼합물을 위한 배출구를 가지는, 매니폴드로서 구성될 것이다. 필수적인 것은 아니지만, 동적 또는 정적 혼합기가 가스 혼합을 보조할 수 있다.
용이하게 이해되는 바와 같이, 혼합 유닛에 전달되는 가스의 양에 대한 정확한 제어를 보장하기 위해서, 압축 공기, N2 부화 생성물 스트림 및 CO2 생성물을 전달하는 도관의 각각이 일반적으로 전자 유동 밸브 및 질량 유량계를 포함할 것이다. 또한, 혼합 유닛을 빠져 나가는 혼합물을 위한 도관이 또한, 가스 조성을 미리 결정된 설정점 또는 설정 밴드로 정확하게 제어하기 위한 신호를 (인큐베이터 제어 유닛 또는 외부 제어 유닛일 수 있는) 제어 유닛에 전달하는 하나 이상의 가스 센서(예를 들어, O2 및 CO2 센서)를 또한 포함하는 것이 일반적으로 또한 바람직하다. 일반적으로, 혼합 유닛을 빠져 나가는 혼합물이 서지 또는 저장 탱크에 공급되고 이어서 이러한 탱크가 가스 혼합물을 인큐베이터에 전달할 수 있으나, 이는 필수적인 것이 아니고, 예시적인 가스 공급 시스템이 도 16에 도시되어 있다. 다수의 인큐베이터가 각각의 구분된 가스 조성물과 함께 사용되는 경우에, 별개의 서지 또는 저장 탱크로부터 각각의 인큐베이터에 공급될 수 있고, 도 17에 예시적으로 도시된 바와 같이, 이러한 탱크 모두가 동일한 가스 공급원으로부터 공급될 수 있다.
또한 추가적으로 고려되는 본 발명의 청구 대상의 양태에서, 본원에서 제공된 인큐베이터가 유리하게 원료 가스(raw gas) 또는 99 내지 100% 순도 미만의 가스, 및/또는 덜(또는 정확하지 않게) 규정된 조성을 갖는 가스를 제공하는 가스 공급원을 이용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 고려되는 인큐베이터는 심지어 조성이 변화되는 가스를 수용할 수 있다. 이러한 것이 특히 유리한데, 이는 대부분의 일반적인 인큐베이터가 알려진 조성을 갖는 인증된 가스의 이용을 필요로 하기 때문이고, 이러한 가스의 이용은 특히 고비용적이다. 예를 들어, 대부분의 인큐베이터는 순수 질소 및/또는 순수 CO2, 또는 미리 혼합된 '트리 가스' 공급을 필요로 한다. 가스 센서의 세트를 가스 유입구에 배치하는 것 그리고 실시간으로 공급 가스 농도를 측정하는 것에 의해서, 필요에 따라 희망 가스 혼합을 유지하기 위해서, 밸브 작용이 이제 실시간으로 조정될 수 있다. 이러한 맥락에서, 대부분의 조직 배양 실험이 해수면(sea level)에서 (버퍼제로서의) 약 5% 내지 6% CO2(as a buffering agent), < 0.5 내지 20.95% O2, 나머지 N2의 가스 농도로 수행된다는 것에 주목하여야 한다. 그에 따라, 인증된 고순도(예를 들어, 100% 농도) 가스가 절대적으로 필요한 것이 아니고 예를 들어 99.5% 질소 또는 심지어 95%(이러한 수치는 세포 유형 요건에 따라 달라질 수 있다) 질소 공급원을 이용할 수 있다는 것이 명백하다. 결과적으로, 질소 생성기의 단일 스테이지의 원료 출력물이 버퍼 탱크와 함께 또는 버퍼 탱크가 없이 사용될 수 있다. 또한 추가적인 예에서, 본원에서 제공된 인큐베이터가 일반적으로 알려진 CO2 인큐베이터로서 동작될 수 있다는 것(그리고 그에 따라 산소 센서를 필수적으로 요구하지 않을 수 있다는 것)에 또한 주목하여야 한다. 따라서, 장치 및 방법이 사용에 있어서 넓은 동작 유연성을 제공할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한 추가적으로 고려되는 양태에서, 고려되는 가스 공급 시스템은 또한, (예를 들어, 압축성과 관련하여) N2 및 O2의 가스 거동으로부터 상당히 벗어날 수 있는, CO2와 같은 비-이상적 가스에 대한 교정 인자를 제공하는 참조 표를 이용할 수 있을 것이다. 이어서, 이러한 교정 인자는 적절한 CO2 공급을 제어하기 위한 식에서 이용될 수 있다.
또한 추가적으로 고려되는 양태에서, 본원에서 제공된 바와 같은 인큐베이터가 또한 개장 키트(retrofit kit)를 이용하여 통상적인 인큐베이터로부터 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 가장 일반적으로, 그러한 시나리오에서 통상적인 인큐베이터의 인큐베이터 도어가, 1차 공기 유동 제어 장치 및 1차 흡입 팬(그리고 선택적으로 2차 공기 유동 제어 장치 및 2차 흡입 팬)에 커플링된 장착 프레임을 포함하는 개장 키트에 의해서 대체되고, 재순환은, 예를 들어 적합한 도관 및 선택적인 서지 용기를 통해서, 외부 재순환 부피에 의해서 1차 공기 유동 장치 및 1차 흡입 팬 사이에 형성된다. 외부 재순환 부피는 바람직하게는, 전술한 바와 같이, 센서, 가스 유입구, 필터 등과 같은 하나 이상의 기능적 요소를 포함할 것이다. 마지막으로, 고려된 장치 및 방법의 이용이 세포 및 조직 배양에 특히 적합할 것이나, 고려된 장치 및 방법이 또한, 온도가 20℃이하, 10℃이하, 4℃이하, 0℃이하, -10℃이하, -20℃이하, -40℃이하, 또는 그 미만인 환경에 적합할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
마지막으로, 필터와 같은 소모품의 교체와 관련된 용이한 유지보수를 위해서, 동작 조립체(즉, 내부 컨테이너 및 재순환 공간)가 하나의 유닛으로 제거될 수 있도록(예를 들어, 조립체가 외부로 당겨질 수 있도록) 구성될 수 있다는 것에 주목하여야 한다.
본원의 값들의 범위에 관한 인용은 단지 해당 범위에 포함되는 각각의 별개의 값을 개별적으로 지칭하기 위한 단순한 방법으로서의 역할을 하도록 의도된 것이다. 본원에서 달리 표시되지 않는 한, 각각의 개별적인 값은, 본원에서 개별적으로 인용된 것과 같이 명세서에 포함된다. 본원에서 설명된 모든 방법은, 본원에서 달리 명시되지 않는 한 또는 문맥에 의해서 분명히 반대로 설명되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 실시될 수 있다. 본원에서 특정 실시형태에 대해서 제공된 임의의 그리고 모든 예, 또는 예시적인 언어(예를 들어, "~와 같은")의 이용은 단지 본 개시 내용의 전체 범위를 보다 양호하게 묘사하기 위한 것이고, 달리 청구되지 않은 발명의 범위에 대한 제한을 제시하는 것이 아니다. 명세서 내의 어떠한 언어도, 임의의 청구되지 않은 요소가 청구된 발명의 실시에 필수적인 것으로 표시되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본원에서 개시된 개념의 전체 범위로부터 벗어나지 않고, 당업자가 이미 설명된 것 이외에 많은 추가적인 수정을 할 수 있다는 것이 분명할 것이다. 그에 따라, 첨부된 청구항의 범위를 제외하고, 개시된 청구 대상은 제한되지 않는다. 또한, 명세서 및 청구항의 해석에 있어서, 모든 용어는 문맥과 일치되는 가능한 한 넓은 방식으로 해석되어야 한다. 특히, "포함한다" 및 "포함하는"이라는 용어는 비-배타적 방식으로 요소, 구성요소, 또는 단계를 지칭하는 것으로 해석되어야 하며, 지칭된 요소, 구성요소, 또는 단계가 존재할 수 있거나 이용될 수 있으며, 또는 명백하게 기재되지 않은 다른 요소, 구성요소, 또는 단계와 조합될 수 있다는 것을 나타낸다. 명세서의 청구항이 A, B, C …, 및 N으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 언급하는 경우에, 문맥은 A 더하기 N, 또는 B 더하기 N 등이 아닌, 해당 그룹으로부터의 하나의 요소만을 필요로 하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (76)

  1. 인큐베이터로서,
    내부 컨테이너(internal container)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징 - 상기 내부 컨테이너는 개구부(opening)를 가짐 - ;
    상기 하우징 또는 상기 내부 컨테이너 중 적어도 하나에 커플링되고(coupled) 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능한 도어 - 상기 제1 위치는 상기 인큐베이터의 외부 위치로부터 상기 내부 컨테이너에 접근할 수 있게 하고, 상기 제2 위치는 상기 인큐베이터의 외부 위치로부터 상기 내부 컨테이너에 접근하는 것을 방지함 - ;
    상기 개구부를 덮는 가상 평면(hypothetical plane)을 따라서 또는 그에 평행하게 1차 공기 베일(air veil)을 지향시키는(direct), 상기 내부 컨테이너 또는 상기 하우징 중 적어도 하나에 커플링되는 1차 공기 유동 제어 장치; 및
    2차 공기 베일을 상기 1차 공기 베일에 평행하게 지향시키는, 상기 내부 컨테이너 또는 상기 하우징 중 적어도 하나에 커플링되는 2차 공기 유동 제어 장치;
    를 포함하고, 그리고
    상기 1차 공기 베일 및 상기 2차 공기 베일은 상기 내부 컨테이너의 상기 개구부를 차폐하는(shield),
    인큐베이터.
  2. 제1항에 있어서,
    1차 흡입 팬 또는 2차 흡입 팬 중 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 1차 흡입 팬은, 상기 1차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되고,
    상기 2차 흡입 팬은 ,상기 2차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되는,
    인큐베이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 또는 2차 공기 베일 중 적어도 하나가 지향성 베일(directional veil) 또는 층류 유동 베일(laminar flow veil)인,
    인큐베이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1차 공기 유동 제어 장치는, 이동 가능 베인(movable vane)을 포함하고,
    상기 베인은, 공기를 상기 1차 공기 베일로부터 상기 내부 컨테이너 내로 적어도 일시적으로(temporarily) 지향시키도록 이동 가능한,
    인큐베이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도어는, 상기 도어를 상기 개구부로부터 멀리 그리고 그로부터 상향 모션으로 이동시키는 복합 모션으로 이동될 수 있는,
    인큐베이터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환을 가능하게 하는 재순환 공간을 형성하도록, 상기 하우징, 상기 내부 컨테이너 및 상기 1차 공기 유동 제어 장치가 서로에 대해서 배치되는,
    인큐베이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환이 상기 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 70%를 재순환시키는,
    인큐베이터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 재순환 공간 내에 배치된, 가스 센서, 대기압 센서(atmospheric pressure sensor), 습도 센서, 온도 센서, 온도 제어 유닛(unit), 살균 유닛, 흡수제 유닛 또는 필터 유닛 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    인큐베이터.
  9. 제6항에 있어서,
    가스 유입구(gas inlet)를 더 포함하고,
    상기 가스 유입구를 통해서 외부 공급원(external source)으로부터의 가스가 상기 재순환 공간에 공급되는,
    인큐베이터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 2차 공기 유동 제어 장치, 상기 1차 공기 유동 제어 장치 및 상기 도어에 전자적으로 커플링되는 제어 회로;
    를 더 포함하고, 그리고
    상기 제어 회로는, 상기 도어가 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동되기 시작하는 경우, 상기 1차 공기 유동 제어 장치 또는 2차 공기 유동 제어 장치 중 적어도 하나를 동작시키도록 프로그래밍되는(programmed),
    인큐베이터.
  11. 제1항에 있어서,
    사용자 명령을 수신하거나 상기 인큐베이터의 인증된 사용자를 검증하도록 프로그래밍되는 접근 제어 장치를 더 포함하는,
    인큐베이터.
  12. 제1항에 있어서,
    질소 부화 생성물(nitrogen rich product)을 생성하는 압력 스윙 흡착 유닛(pressure swing adsorption unit) 또는 멤브레인 필터(membrane filter)를 포함하고, 그리고 상기 인큐베이터에 유체적으로 커플링되는 가스 생성기를 더 포함하는,
    인큐베이터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 내부 컨테이너에 이동 가능하게 커플링되는 트레이(tray)를 더 포함하고,
    상기 트레이는, 상기 1차 공기 베일의 통과를 위한 벌집형 채널(honeycomb channel)들을 포함하는,
    인큐베이터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 내부 컨테이너는, 상기 하우징 외부로의 상기 내부 컨테이너의 이동을 허용하는 이동 가능한 커플링을 통해서 상기 하우징에 커플링되는,
    인큐베이터.
  15. 인큐베이터로서,
    내부 컨테이너를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징 - 상기 내부 컨테이너는 개구부를 가짐 - ;
    상기 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 1차 공기 베일을 지향시키는, 상기 내부 컨테이너 또는 상기 하우징 중 적어도 하나에 커플링되는 1차 공기 유동 제어 장치; 및
    2차 공기 베일을 상기 1차 공기 베일에 평행하게 지향시키는, 상기 내부 컨테이너 또는 상기 하우징 중 적어도 하나에 커플링되는 2차 공기 유동 제어 장치 - 상기 1차 공기 베일 및 상기 2차 공기 베일은 상기 내부 컨테이너의 상기 개구부를 차폐함 - ;
    를 포함하고, 그리고
    상기 하우징, 상기 내부 컨테이너 및 상기 1차 공기 유동 제어 장치는, 상기 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환을 가능하게 하는 재순환 공간을 형성하도록 서로에 대해서 배치되고,
    상기 재순환 공간은, CO2 센서, O2 센서, 습도 센서, 대기압 센서, 및 온도 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 복수의 센서들을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 그리고 추가적으로 살균 유닛, 고효율 미립자 공기(high-efficiency particulate air, HEPA) 필터, 활성탄 필터 또는 가열기 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 둘러싸는,
    인큐베이터.
  16. 제15항에 있어서,
    1차 흡입 팬 또는 2차 흡입 팬 중 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 1차 흡입 팬은, 상기 1차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되고,
    상기 2차 흡입 팬은, 상기 2차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되는,
    인큐베이터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 2차 공기 유동 제어 장치는, 주변 공기를 수용하도록 구성되고, 그리고
    상기 2차 흡입 팬은, 상기 2차 공기 베일을 상기 주변 공기로 방출하는,
    인큐베이터.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 또는 2차 공기 베일 중 적어도 하나는, 지향성 베일 또는 층류 유동 베일인,
    인큐베이터.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 1차 공기 유동 제어 장치는, 상기 1차 공기 베일 내의 모든 공기의 적어도 90%를 상기 재순환 공간을 통해서 재순환시키는,
    인큐베이터.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 재순환 공간은, 상기 CO2 센서, 상기 O2 센서, 상기 살균 유닛, 상기 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 상기 활성탄 필터, 또는 상기 가열기 중 적어도 2개를 적어도 부분적으로 둘러싸는,
    인큐베이터.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 재순환 공간은, 상기 CO2 센서, 상기 O2 센서, 상기 살균 유닛, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 상기 활성탄 필터, 또는 상기 가열기 중 적어도 3개를 적어도 부분적으로 둘러싸는,
    인큐베이터.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 재순환 공간은 상기 CO2 센서, 상기 O2 센서, 상기 살균 유닛, 상기 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 상기 활성탄 필터 및 상기 가열기를 적어도 부분적으로 둘러싸는,
    인큐베이터.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 살균 유닛은, 이산화티탄(titanium dioxide)을 포함하는 표면을 향해서 지향된 UV 광원(light source)을 포함하는,
    인큐베이터.
  24. 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능한 도어를 가지는 인큐베이터용 인큐베이터 제어 유닛으로서,
    상기 제1 위치는 상기 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 접근할 수 있게 하고, 상기 제2 위치는 상기 인큐베이터의 상기 외부 위치로부터 상기 내부 컨테이너에 접근하는 것을 방지하며, 상기 인큐베이터는 1차 공기 유동 제어 장치 및 2차 공기 유동 제어 장치를 더 포함하고, 상기 인큐베이터 제어 유닛은:
    마이크로프로세서 및 상기 마이크로프로세서에서 실행될 수 있는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 명령어들은 상기 제어 유닛이:
    a) 상기 도어가 상기 제2 위치로 이동하는 경우, 상기 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링되는 베인의 이동을 선택적으로(optionally) 유발하고, 상기 1차 공기 유동 제어 장치를 하향-조절하게(down-regulate) 하고;
    b) 상기 도어가 상기 제1 위치로 이동하는 경우, 상기 1차 공기 유동 제어 장치를 상향-조절하게 하고;
    c) 상기 도어가 상기 제1 위치에 있는 경우, 상기 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링되는 베인의 이동을 유발하게 하고; 그리고
    d) 상기 도어가 상기 제1 위치로 이동하는 경우, 상기 2차 공기 유동 제어 장치를 상향-조절하게(up-regulate) 하는,
    인큐베이터 제어 유닛.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 온도 센서, 가스 센서, 대기압 센서, 또는 습도 센서 중 적어도 하나에 추가적으로 전자적으로 커플링되고,
    상기 명령어들은, 상기 제어 유닛이 가열기를 활성화하게 하거나, 상기 제어 유닛이 상기 인큐베이터 내로의 가스의 진입을 허용하기 위해서 가스 밸브를 개방하게 하거나, 또는 상기 제어 유닛이 가습기를 활성화하게 하는,
    인큐베이터 제어 유닛.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 명령어들은, 추가적으로, 상기 도어가 제1 위치에 있는 동안 상기 가습기를 활성화하게 하거나, 상기 인큐베이터 내로의 상기 가스의 진입을 허용하기 위해 상기 가스 밸브를 개방하게 하거나, 또는 상기 제어 유닛이 가열기를 활성화하게 하는,
    인큐베이터 제어 유닛.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 가스 센서는 O2 센서 또는 CO2 센서인,
    인큐베이터 제어 유닛.
  28. 제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 사용자 명령을 수신하거나 상기 인큐베이터의 인증된 사용자를 검증하도록 프로그래밍되는 접근 제어 장치에 추가적으로 전자적으로 커플링되고,
    상기 명령어들은, 상기 사용자 명령 수신 또는 인증된 사용자의 검증 중 적어도 하나의 경우에서, 상기 제어 유닛이 상기 도어를 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시키게 하는,
    인큐베이터 제어 유닛.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 사용자 명령은 음성 명령인,
    인큐베이터 제어 유닛.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 인증된 사용자는, 안면 인식에 의해서 검증되는,
    인큐베이터 제어 유닛.
  31. 제24항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 추가적으로 살균 유닛에 전자적으로 커플링되고, 상기 명령어들은 상기 제어 유닛이 상기 살균 유닛을 활성화하게 하는,
    인큐베이터 제어 유닛.
  32. 인큐베이터 내의 제어 대기를 유지하는 방법으로서,
    상기 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 상기 인큐베이터의 상기 내부 컨테이너 내의 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 1차 공기 베일을 유동시키는 단계; 및
    2차 공기 베일을 상기 1차 공기 베일에 평행하게 유동시키는 단계;
    를 포함하고; 그리고
    상기 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90%가 상기 인큐베이터를 통해서 재순환되는,
    방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 제어 대기는 저산소 대기인,
    방법.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 95%는, 상기 인큐베이터를 통해서 재순환되는,
    방법.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 2차 공기 베일의 10% 미만은, 상기 인큐베이터를 통해서 재순환되는,
    방법.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 또는 2차 공기 베일 중 적어도 하나는 지향성 베일 또는 층류 유동 베일인,
    방법.
  37. 제32항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일은, 복수의 1차 공기 유동 제어 장치들에 의해서 형성되는,
    방법.
  38. 제32항에 있어서,
    가스 밸브, 가열기, 또는 가습기 중 적어도 하나를 제어하는 인큐베이터 제어 회로를 이용하는 단계;
    를 더 포함하고, 그리고
    상기 제어 회로는, 가스 센서, 온도 센서, 또는 습도 센서 중 적어도 하나로부터 신호들을 수신하고,
    상기 가스 센서, 상기 온도 센서, 또는 상기 습도 센서 중 적어도 하나는, 상기 인큐베이터를 통해서 재순환되는 상기 공기 내의 가스, 온도 또는 습도 중 적어도 하나를 감지하는,
    방법.
  39. 제32항에 있어서,
    상기 인큐베이터의 상기 외부 위치로부터 상기 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 온도 편차가 5℃미만이 되도록 상기 대기가 제어되는,
    방법.
  40. 제32항에 있어서,
    상기 인큐베이터의 상기 외부 위치로부터 상기 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 가스 농도 편차가 절대값 2% 미만이 되도록 상기 대기가 제어되는,
    방법.
  41. 제32항에 있어서,
    상기 인큐베이터의 외부 위치로부터 상기 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 습도 편차가 절대값 5% 미만이 되도록 상기 대기가 제어되는,
    방법.
  42. 제32항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 또는 상기 2차 공기 베일 중 적어도 하나는 지향성 베일 또는 층류 유동 베일인,
    방법.
  43. 인큐베이터 내의 제어 대기를 재-구축하는 방법으로서,
    내부 컨테이너 내의 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 연장되는 2차 공기 베일 및 1차 공기 베일을 통해서 상기 인큐베이터의 외부 위치로부터 상기 인큐베이터의 내부 컨테이너에 대한 접근을 허용하는 단계 - 상기 접근은 상기 제어 대기를 변화시킴 - ;
    접근이 허용되는 동안, 상기 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 일부를 재순환 공간을 통해서 재순환시키는 단계;
    상기 1차 공기 베일이 재순환되는 동안, 상기 재순환 공간 내의 상기 제어 대기의 적어도 하나의 매개변수를 측정하는 단계; 및
    상기 1차 공기 베일이 재순환되는 동안 가스를 상기 재순환 공간 내로 주입하는 것 또는 상기 공기를 상기 재순환 공간 내에서 가열하는 것 중 적어도 하나에 의해서, 상기 적어도 하나의 매개변수를 조정하는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90%는, 상기 인큐베이터를 통해서 재순환되는,
    방법.
  45. 제43항 또는 제44항에 있어서,
    상기 조정하는 단계는, 상기 접근이 허용되는 동안 수행되는,
    방법.
  46. 제43항에 있어서,
    상기 인큐베이터의 상기 내부 컨테이너 내의 공기의 혼합을 가능하게 하기 위해 상기 1차 공기 베일을 생성하는 1차 공기 유동 제어 장치에서 베인 각도를 변경하는 단계;
    를 더 포함하는,
    방법.
  47. 제43항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일은, 지향성 베일 또는 층류 유동 베일인,
    방법.
  48. 제43항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일의 적어도 일부를 상기 내부 컨테이너 내로 지향시키는 단계;
    를 더 포함하는,
    방법.
  49. 제43항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 매개변수는, O2 농도, CO2 농도, 습도 또는 온도 중 적어도 하나인,
    방법.
  50. 제43항에 있어서,
    상기 인큐베이터 내의 상기 제어 대기는, 최대 편차로부터 1분 이하 내로 재-구축되는(re-established),
    방법.
  51. 인큐베이터의 외부 위치로부터 상기 인큐베이터의 내부 컨테이너에 대한 접근을 개방하는 동안 상기 인큐베이터 내의 제어 대기의 환경 매개변수의 편차를 감소시키는 방법으로서,
    상기 인큐베이터의 상기 내부 컨테이너에 대한 접근을 제공하기 위해 도어를 개방하기 전에, 상기 인큐베이터의 상기 내부 컨테이너 내의 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 1차 공기 베일을 유동시키는 단계;
    상기 1차 공기 베일을 구축하는 경우, 상기 도어를 상기 개구부로부터 측방향 모션(lateral motion)으로 멀리 이동시키는 복합 모션으로 상기 도어를 이동시키는 단계; 및
    상기 도어가 이동하는 경우, 2차 공기 베일을 상기 1차 공기 베일에 평행하게 유동시키는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90%는, 상기 인큐베이터 내에서 재순환되고,
    상기 2차 공기 베일 내의 공기의 10% 이하는, 상기 인큐베이터 내에서 재순환되는,
    방법.
  53. 제51항 또는 제52항에 있어서,
    상기 도어의 이동 시에 또는 이동 후에, 상기 1차 공기 베일의 유량(flow rate)이 증가되는,
    방법.
  54. 제51항 또는 제52항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일의 적어도 일부는, 상기 인큐베이터의 내부 컨테이너 내로 지향되는,
    방법.
  55. 제51항 또는 제52항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일은, 복수의 1차 공기 유동 제어 장치들에 의해서 생성되는,
    방법.
  56. 제어 대기 인큐베이터 내의 가스 소비를 감소시키는 방법으로서,
    공기, 질소, 또는 이산화탄소 중 적어도 하나를 상기 인큐베이터 내의 재순환 공간 내로 공급하는 단계 - 상기 재순환 공간은 1차 공기 유동 제어 장치에 유체적으로 커플링됨 - ;
    상기 인큐베이터의 외부 위치로부터 내부 컨테이너에 대한 접근이 가능한 동안, 상기 1차 공기 베일을 상기 인큐베이터의 상기 내부 컨테이너 내의 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 유동시키기 위해, 상기 1차 공기 유동 제어 장치를 이용하는 단계; 및
    2차 공기 베일을 상기 1차 공기 베일에 평행하게 유동시키는 단계;
    를 포함하고, 그리고
    상기 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 90%는, 상기 인큐베이터를 통해서 재순환되는,
    방법.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 내의 공기의 적어도 95%는, 상기 인큐베이터를 통해서 재순환되는,
    방법.
  58. 제56항 또는 제57항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일은, 지향성 베일 또는 층류 유동 베일인,
    방법.
  59. 제56항에 있어서,
    상기 가스 소비는, 트리-가스 소비(tri-gas consumption)인,
    방법.
  60. 제56항에 있어서,
    상기 질소는, 멤브레인 필터 또는 압력 스윙 흡착 유닛으로부터 제공되는,
    방법.
  61. 제56항에 있어서,
    상기 제어 대기는 저산소 대기인,
    방법.
  62. 인큐베이터로서,
    내부 컨테이너를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징 - 상기 내부 컨테이너가 개구부를 가짐 - ;
    상기 내부 컨테이너 또는 상기 하우징 중 적어도 하나에 커플링되고, 1차 공기 베일을 상기 개구부를 덮는 가상 평면을 따라서 또는 그에 평행하게 지향시키도록 상기 내부 컨테이너에 대해서 배치되는 1차 공기 유동 제어 장치;
    상기 내부 컨테이너 또는 상기 하우징 중 적어도 하나에 커플링되고, 2차 공기 베일을 상기 1차 공기 베일에 평행하게 지향시키도록 상기 내부 컨테이너에 대해서 배치되는 2차 공기 유동 제어 장치; 및
    전체 도어가 수평 또는 수직 방향으로 이동될 수 있도록, 그리고 상기 전체 도어가 상기 가상 평면으로부터 멀리 이동할 수 있도록 상기 내부 컨테이너 또는 상기 하우징 중 적어도 하나에 커플링되는 도어;
    를 포함하는,
    인큐베이터.
  63. 제62항에 있어서,
    상기 하우징, 상기 내부 컨테이너 및 상기 1차 공기 유동 제어 장치는, 상기 1차 공기 베일 내의 공기의 재순환을 가능하게 하는 재순환 공간을 형성하도록 서로에 대해서 배치되는,
    인큐베이터.
  64. 제63항에 있어서,
    상기 재순환 공간은, CO2 센서, O2 센서, 습도 센서, 대기압 센서, 및 온도 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 복수의 센서들을 적어도 부분적으로 둘러싸고, 그리고
    추가적으로, 살균 유닛, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 활성탄 필터 또는 가열기 중 적어도 하나를 적어도 부분적으로 둘러싸는,
    인큐베이터.
  65. 제62항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서,
    1차 흡입 팬 또는 2차 흡입 팬 중 적어도 하나를 더 포함하고, 그리고
    상기 1차 흡입 팬은, 상기 1차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되고,
    상기 2차 흡입 팬은, 상기 2차 공기 베일로부터 공기를 수용하도록 배치되는,
    인큐베이터.
  66. 제65항에 있어서,
    상기 2차 공기 유동 제어 장치는, 주변 공기를 수용하도록 구성되고, 상기 2차 흡입 팬은 상기 2차 공기 베일을 상기 주변 공기로 방출하는,
    인큐베이터.
  67. 제62항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 또는 상기 2차 공기 베일 중 적어도 하나는, 지향성 베일 또는 층류 유동 베일인,
    인큐베이터.
  68. 제62항에 있어서,
    상기 1차 공기 유동 제어 장치는,
    상기 1차 공기 베일 내의 모든 공기의 적어도 90%를 상기 재순환 공간을 통해서 재순환시키는,
    인큐베이터.
  69. 제62항에 있어서,
    상기 1차 공기 유동 제어 장치는, 상기 1차 공기 베일의 방향을 제어하는 이동 가능 베인을 더 포함하는,
    인큐베이터.
  70. 제62항에 있어서,
    마이크로프로세서 및 상기 마이크로프로세서에서 실행될 수 있는 명령어들을 저장하는 메모리를 가지는 제어 유닛을 더 포함하고, 그리고
    상기 명령어들은 상기 제어 유닛이:
    d) 상기 도어가 폐쇄 위치로 이동하는 경우, 선택적으로 상기 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링되는 베인의 이동을 유발하게 하게 하고, 상기 1차 공기 유동 제어 장치를 하향-조절하게 하거나;
    e) 상기 도어가 개방 위치로 이동하는 경우, 상기 1차 공기 유동 제어 장치 및 선택적인 2차 공기 유동 제어 장치를 상향-조절하게 하거나; 또는
    f) 상기 도어가 상기 개방 위치에 있는 경우, 상기 1차 공기 유동 제어 장치에 커플링되는 베인의 이동을 유발하게 하는,
    인큐베이터.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 온도 센서, 가스 센서, 대기압 센서, 또는 습도 센서 중 적어도 하나에 추가적으로 전자적으로 커플링되고,
    상기 명령어들은, 상기 제어 유닛이 가열기를 활성화하게 하거나, 상기 인큐베이터 내로 가스의 진입을 허용하기 위해 가스 밸브를 개방하게 하거나, 또는 가습기를 활성화하게 하는,
    인큐베이터.
  72. 제70항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 사용자 명령을 수신하거나 또는 상기 인큐베이터의 인증된 사용자를 검증하도록 프로그래밍되는 접근 제어 장치에 추가적으로 전자적으로 커플링되고,
    상기 명령어는, 상기 사용자 명령 또는 인증된 사용자의 검증 중 적어도 하나를 수신하는 경우, 상기 제어 유닛이 상기 도어를 상기 폐쇄 위치로부터 상기 개방 위치로 이동시키게 하는,
    인큐베이터.
  73. 제72항에 있어서,
    상기 사용자 명령은 음성 명령 또는 사용자 동작이거나, 또는 상기 인증된 사용자는 안면 인식에 의해서 검증되는,
    인큐베이터.
  74. 제62항에 있어서,
    상기 도어는, 폐쇄 위치에 있을 경우 상기 2차 공기 베일이 달리 점유하였던 구역 내에 배치되는,
    인큐베이터.
  75. 제62항에 있어서,
    상기 1차 공기 베일 또는 2차 공기 베일 중 적어도 하나는, 약 0.3 내지 0.6 m/s의 공기 유동을 가지는,
    인큐베이터.
  76. 제62항에 있어서,
    상기 내부 컨테이너는, 10 내지 200 L의 부피를 가지는,
    인큐베이터.

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