KR20240034431A - 초음파 음향 결합용 pva 하이드로겔 성형 장치 및 방법 - Google Patents
초음파 음향 결합용 pva 하이드로겔 성형 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 PVA 용액을 경화시켜 초음파 발생기의 초음파가 산란되지 않도록 하면서 생체조직에 용이하게 전달되도록 하기 위한 반고형 상태의 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔을 성형할 수 있는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치는, 물 및 다이메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO)가 혼합된 제1 혼합용매와, 물 및 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol, PEG)가 혼합된 제2 혼합용매 중 적어도 하나의 용매를 제조하는 용매 제조기; 상기 용매 제조기로부터 배출된 용매가 투입되며, 상기 용매의 투입경로와 다른 투입경로를 통해 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alchol; PVA)을 투입시킨 후 상기 용매와 폴리비닐알코올을 교반하여 PVA 용액을 생성하는 교반기; 상기 교반기로부터 상기 PVA 용액을 전달받아 상기 PVA 용액의 내부 공기를 제거하는 탈포기; 상기 탈포기로부터 배출되는 PVA 용액이 내부공간에 투입되는 성형틀; 및 상기 성형틀이 투입되면, 상기 성형틀이 경화 과정을 거치도록 하여 상기 성형틀의 내부공간에서 PVA 하이드로겔이 성형되도록 하는 챔버;를 포함하고, 상기 성형틀은, 상기 챔버로부터 진행되는 한번의 경화 과정을 통해 상기 PVA 하이드로겔이 하나 이상 성형되도록 하기 위한 수단이 구비될 수 있다.
Description
본 발명은 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PVA 용액을 경화시켜 초음파 발생기의 초음파가 산란되지 않도록 하면서 생체조직에 용이하게 전달되도록 하기 위한 반고형 상태의 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔을 성형할 수 있는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
초음파는 인간의 가청주파수 대역 이상을 가진 음파를 말하며, 여러가지 의학적 진단에 사용되고 있는 실정이다.
일례로서 종양조직을 비침습적으로 가열하여 괴사시키는 치료목적으로 사용되거나, 초음파에너지를 전달하고자 하는 초점에 집중시키는 것을 의미하는 집중초음파는 뇌나 말초신경조직에 전달되어 이들 신경조직의 기능을 비침습적으로 조절하는 방식으로 사용되고 있다.
이때, 이용되는 집중초음파는 초음파 발생기에서 생성되고, 초음파 발생기를 인체에 이용시 기기와 인체의 피부 사이에 공간이 생길 수 있으며, 그로 인해 초음파가 공간을 투과하지 못하므로 공간을 채우기 위하여 공기가 제거된 물(탈기수)이 충전된 주머니나, 인체를 공기가 제거된 물에 담그는 방식을 이용하고 있다.
그러나 이와 같이 탈기수를 이용하여 초음파 발생기의 초음파가 생체조직에 전달되도록 하는 경우, 탈기수를 생성하는데 오랜 시간이 소요되어 생체조직의 치료 전에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었고, 이와 동시에 탈기수는 특성상 취급하는데 불편함이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 탈기수의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 생성시간과 취급에 불편함이 발생하는 종래의 탈기수를 대체하기 위해, PVA 용액을 경화시켜 초음파 발생기의 초음파가 산란되지 않도록 하면서 생체조직에 용이하게 전달되도록 하기 위한 반고형 상태의 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔을 성형할 수 있는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 환경친화적이면서 인체에 무해한 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alchol; PVA) 기반의 PVA 용액을 이용하여 초음파 투과 정도와 투명도가 다양한 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔을 성형할 수 있는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치는, 물 및 다이메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO)가 혼합된 제1 혼합용매와, 물 및 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol, PEG)가 혼합된 제2 혼합용매 중 적어도 하나의 용매를 제조하는 용매 제조기; 상기 용매 제조기로부터 배출된 용매가 투입되며, 상기 용매의 투입경로와 다른 투입경로를 통해 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alchol; PVA)을 투입시킨 후 상기 용매와 폴리비닐알코올을 교반하여 PVA 용액을 생성하는 교반기; 상기 교반기로부터 상기 PVA 용액을 전달받아 상기 PVA 용액의 내부 공기를 제거하는 탈포기; 상기 탈포기로부터 배출되는 PVA 용액이 내부공간에 투입되는 성형틀; 및 상기 성형틀이 투입되면, 상기 성형틀이 경화 과정을 거치도록 하여 상기 성형틀의 내부공간에서 PVA 하이드로겔이 성형되도록 하는 챔버;를 포함하고, 상기 성형틀은, 상기 챔버로부터 진행되는 한번의 경화 과정을 통해 상기 PVA 하이드로겔이 하나 이상 성형되도록 하기 위한 수단이 구비될 수 있다.
한편, 상기 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치에 의해 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 방법은, a) 용매 제조기가 물 및 다이메틸 설폭사이드가 혼합된 제1 혼합용매와, 물 및 폴리에틸렌 글리콜이 혼합된 제2 혼합용매 중 적어도 하나의 용매를 제조하는 단계; b) 교반기가 상기 용매 제조기로부터 투입되는 용매와 상기 용매의 투입경로와 다른 투입경로를 통해 투입되는 폴리비닐알코올을 교반하여 PVA 용액을 생성하는 단계; c) 탈포기가 상기 교반기로부터 상기 PVA 용액을 전달받아 상기 PVA 용액의 내부 공기를 제거하는 단계; d) 상기 탈포기로부터 배출되는 PVA 용액이 성형틀의 내부공간에 투입되는 단계; 및 e) 상기 성형틀이 챔버에 투입되면, 상기 챔버가 상기 성형틀이 경화 과정을 거치도록 하여 상기 성형틀의 내부공간에서 PVA 하이드로겔이 성형되도록 하는 단계;를 포함하고, 상기 성형틀은, 상기 챔버로부터 진행되는 한번의 경화 과정을 통해 상기 PVA 하이드로겔이 하나 이상 성형되도록 하기 위한 수단이 구비될 수 있다.
본 발명은 PVA 용액의 경화를 통해 초음파 발생기의 초음파가 산란되지 않도록 하면서 생체조직에 용이하게 전달되도록 하기 위한 반고형 상태의 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔을 성형함으로써, 생성시간과 취급에 불편함이 발생하는 종래의 탈기수를 대체하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 환경친화적이면서 인체에 무해한 폴리비닐알코올 기반의 PVA 용액을 이용하여 초음파 투과 정도와 투명도가 다양한 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔을 성형하고, 이를 사용자에게 제공할 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVA 하이드로겔 성형 장치의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 용매 제조기로부터 생성 가능한 용매의 종류와 용매의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 혼합용매를 기반으로 하는 제1 PVA 용액의 생성 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 제2 혼합용매를 기반으로 하는 제2 PVA 용액의 생성 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 성형틀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 성형틀의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 성형틀로부터 원형의 PVA 하이드로겔을 추출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 챔버의 구성요소 및 동작 모드의 종류를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형틀로부터 성형된 PVA 하이드로겔의 중화 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 PVA 하이드로겔의 사용상태도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVA 하이드로겔 성형 장치에 의해 수행되는 PVA 하이드로겔 성형 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 제1 혼합용매를 생성하기 위한 용매 제조 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 제2 혼합용매를 생성하기 위한 용매 제조 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 14는 PVA 용액 생성 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 15는 경화 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 16은 중화 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 용매 제조기로부터 생성 가능한 용매의 종류와 용매의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 혼합용매를 기반으로 하는 제1 PVA 용액의 생성 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 제2 혼합용매를 기반으로 하는 제2 PVA 용액의 생성 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 성형틀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 성형틀의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 성형틀로부터 원형의 PVA 하이드로겔을 추출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 챔버의 구성요소 및 동작 모드의 종류를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형틀로부터 성형된 PVA 하이드로겔의 중화 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 PVA 하이드로겔의 사용상태도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVA 하이드로겔 성형 장치에 의해 수행되는 PVA 하이드로겔 성형 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 제1 혼합용매를 생성하기 위한 용매 제조 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 제2 혼합용매를 생성하기 위한 용매 제조 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 14는 PVA 용액 생성 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 15는 경화 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 16은 중화 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVA 하이드로겔 성형 장치의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치(1, 이하에서는 'PVA 하이드로겔 성형 장치(1)'이라 한다.)는 반고형 상태의 PVA 하이드로겔(45)을 제조하기 위해 용매 제조기(10), 교반기(20), 탈포기(30), 성형틀(40) 및 챔버(50)를 포함한다.
상기 용매 제조기(10)는 열처리 등의 방식으로 교반기(20)에 투입되기 위한 용매를 제조하는데, 상기 용매 제조기(10)에서 제조될 용매의 종류는 도 2를 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 2는 도 1에 도시된 용매 제조기로부터 생성 가능한 용매의 종류와 용매의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 용매 제조기(10)에서 제조(또는 생성) 가능한 용매는 제1 혼합용매(11)와 제2 혼합용매(12)이다.
즉, 상기 용매 제조기(10)는 제1 혼합용매(11) 및 제2 혼합용매(12) 중 적어도 하나의 용매를 제조하는 것이 가능하며, 이하에서 언급되는 용매는 제1 혼합용매(11) 및 제2 혼합용매(12) 중 적어도 하나로 이해되는 것이 바람직하다.
상기 제1 혼합용매(11)는 용매 제조기(10)에 물(11a), 다이메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide; DMSO, 이하에서는 '11b') 및 보존제(11c)가 투입될 때, 상기 용매 제조기(10)로부터 제조될 수 있다.
상기 물(11a)은 물에 함유되어 있는 용해된 이온, 고체입자, 미생물, 유기물 및 용해된 기체류 등 모든 불순물이 제거된 정제수(또는 초순수)일 수 있다.
상기 다이메틸 설폭사이드(11b)는 무색의 액체이며, 피부에서 치료제의 흡수를 향상시키는 침투성 용매임과 동시에 관절염 및 활액낭염에 효과적인 진통제 및 항염증제로 제안된 산업용 용매이다.
상기 보존제(11c)는 PVA 하이드로겔(43)의 수축 및 부패를 방지하기 위한 헥산다이올, 파라벤류, 페녹시에탄올, 이미다졸리디닐 우레아, 소르빈산, 살리실산 중 적어도 하나일 수 있으나, 생물학적으로 안전하면서도 피부에 좋은 효과적인 보존제인 헥산다이올로 마련되는 것이 바람직하다.
상기 제1 혼합용매(11)의 중량비는 100 wt%를 기준으로 물(11a)이 40~60 wt%, 다이메틸 설폭사이드(11b)가 40~60 wt%, 나머지가 보존제(11c)일 수 있다.
상기 제2 혼합용매(12)는 용매 제조기(10)에 물(12a), 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol; PEG, 이하에서는 '12b') 및 보존제(12c)가 투입될 때, 상기 용매 제조기(10)로부터 제조될 수 있다.
상기 물(12a)은 제1 혼합용매(11)를 제조하기 위한 물(11a)과 동일한 정제수일 수 있다.
상기 폴리에틸렌 글리콜(12b)은 에틸렌글리콜의 중축합으로 생성되며, 유기용매 및 물에 잘 녹는 양친매성 고분자이다.
상기 보존제(12c)는 제1 혼합용매(11)를 제조하기 위한 보존제(11c)와 동일하게 헥산다이올, 파라벤류, 페녹시에탄올, 이미다졸리디닐 우레아, 소르빈산, 살리실산 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 제2 혼합용매(12)의 중량비는 100 wt%를 기준으로 물(12a)이 70~95 wt%, 폴리에틸렌 글리콜(12b)이 5~30 wt%, 나머지가 보존제(12c)일 수 있다.
상기 교반기(20)는 용매 제조기(10)로부터 배출되는 용매와 리비닐알코올(Polyvinyl Alchol; PVA, 이하에서는 '21')의 교반을 통해 PVA 용액을 생성하는데, 상기 교반기(20)에서 PVA 용액을 생성하는 과정은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 혼합용매를 기반으로 하는 제1 PVA 용액의 생성 과정을 나타내는 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 제2 혼합용매를 기반으로 하는 제2 PVA 용액의 생성 과정을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 교반기(20)는 용매 제조기(10)로부터 배출되는 용매가 제1 혼합용매(11)인 경우, 상기 제1 혼합용매(11)의 투입경로와 다른 투입경로를 통해 폴리비닐알코올(21)을 투입시킨 후, 상기 제1 혼합용매(11)와 폴리비닐알코올(21)을 교반하여 제1 PVA 용액(22a)을 생성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 교반기(20)는 용매 제조기(10)로부터 배출되는 용매가 제2 혼합용매(12)인 경우, 상기 제2 혼합용매(12)의 투입경로와 다른 투입경로를 통해 폴리비닐알코올(21)을 투입시킨 후, 상기 제2 혼합용매(12)와 폴리비닐알코올(21)을 교반하여 제2 PVA 용액(22b)을 생성할 수 있다.
상기 교반기(20)는 용매 제조기(10)로부터 투입되는 용매의 총 중량에 대해 5~10 wt% 만큼의 폴리비닐알코올(21)을 투입시킨 후, 90 ℃로부터 130 ℃ 사이 온도에서 90분 이상동안 상기 용매와 폴리비닐알코올(21)을 교반하여 제1 PVA 용액(22a) 또는 제2 PVA 용액(22b)을 생성할 수 있다.
즉, 상기 교반기(20)는 제1 PVA 용액(22a) 및 제2 PVA 용액(22b) 중 적어도 하나의 PVA 용액(22)을 제조할 수 있으며, 이하에서 언급되는 PVA 용액(22)은 제1 PVA 용액(22a) 및 제2 PVA 용액(22b) 중 적어도 하나로 이해되는 것이 바람직하다.
다시 도 1을 참조하면, 탈포기(30)는 교반기(20)로부터 배출되는 PVA 용액(22)이 내부공간에 투입되는 경우, 내부공간에 투입된 PVA 용액(22)의 내부 공기를 제거한다.
상기 PVA 용액(22)은 교반기(20)에서 배출된 후, 탈포기(30)의 내부공간으로 투입되기 전에 우레아, 티오우레아, 크레아티닌, 시아누르산, 알킬 하이단토인, 모노- 또는 디-에탄올아민, 유기 설폰아미드, 뷰렛, 설팜산, 유기 설파메이트 및 멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있는 안정화제가 투입되는 것을 통해 안정화될 수 있다.
이때, 상기 PVA 용액(22)의 안정화 시간은 적어도 10분 이상일 수 있으며, 상기 PVA 용액은 안정화 과정동안 90 ℃로부터 130 ℃ 사이 온도로 유지될 수 있다.
상기 탈포기(30)는 PVA 용액(22)의 내부 공기를 제거하기 위한 진공식 탈포기로 마련된다. 다만, 상기 탈포기(30)는 전술한 진공식 탈포기로 한정되는 것은 아니며, PVA 용액(22)의 내부 공기 제거가 가능한 다른 장치로 대체될 수도 있다.
상기 성형틀(40)은 탈포기(30)로부터 배출되는 내부 공기가 제거된 PVA 용액(22)이 내부공간에 주입되며, 상기 내부공간의 PVA 용액(22)은 상기 성형틀(40)이 챔버(50)의 경화 과정을 거칠 때 원형의 PVA 하이드로겔(45) 또는 판형의 PVA 하이드로겔(450)로 성형된다.
상기 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 성형하기 위한 성형틀(40)의 일 예는 도 5를 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 5는 도 1에 도시된 성형틀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 일 실시예의 성형틀(40)은 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 성형하기 위한 수단이 구비된 제1 성형틀(400)일 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 상기 제1 성형틀(400)은 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 성형하기 위한 수단이 본체(401), 커버(402) 및 O링(403)일 수 있다.
상기 본체(401)는 제1 성형틀(400)을 지지하기 위한 지지부재(401a)가 하측에 복수개로 구비될 수 있다.
상기 복수개의 지지부재(401a)는 커버(402)에 구비된 복수개의 날개(402a)가 끼움결합 가능한 직경의 끼움결합이 하측에 각각 형성될 수 있다.
상기 본체(401)는 커버(402)의 투입구를 통해 내부에 투입될 PVA 용액(22)을 수용하기 위한 원형의 내부공간이 구비되도록 상부가 개방되며, 상기 내부공간을 형성하는 측벽의 상단에 상기 커버(402)에 구비된 복수개의 돌출부재(402b)가 관통될 관통구(401b)가 복수개로 구비될 수 있다.
이때, 상기 PVA 용액(22)은 도 5의 (b)에서 응고된 형태로 도시되었으나, 바람직하게는 본체(401)의 내부공간에 투입된 후, 상기 제1 성형틀(400)이 챔버(50) 내에서 경화 과정을 거칠 때 반고형 상태로 응고되는 것으로 바람직하다.
상기 본체(401)는 상기 복수개의 돌출부재(402b)가 상기 복수개의 관통구(401b)에 관통될 때 상기 커버(402)와 결합될 수 있다.
상기 커버(402)는 PVA 용액(22)이 본체(401)의 내부공간에 투입되도록 하기 위한 투입구가 중심부에 구비될 수 있다.
상기 커버(402)는 본체(401)의 하측에 구비된 복수개의 지지부재(401a)와 끼움결합을 위한 날개(402a)가 상측에 복수개로 구비될 수 있다.
상기 커버(402)는 본체(401)와의 결합을 위해 상기 본체(401)에 구비된 복수개의 관통구(401b)를 관통하는 돌출부재(402b)가 복수개로 구비될 수 있다.
상기 O링(403)은 커버(402)의 하측과 본체(401)의 상측간의 틈을 통해 상기 본체(401)의 내부공간 내 PVA 용액(22)이 외부로 누수되는 것을 방지하기 위해, 상기 본체(401)와 커버(402)의 결합 구조상에서 상기 본체(401)의 상측과 커버(402)의 하측 사이에 배치될 수 있다.
도 5의 (c)를 참조하면, 상기 제1 성형틀(400)은 복수개의 원형 PVA 하이드로겔(45)을 성형하기 위해 하나 이상 마련되며, 바람직하게는 둘 이상인 복수개의 제1 성형틀(400)이 일방향으로 적층되는 형태의 스텍구조를 이루어 복수개의 원형 PVA 하이드로겔(45)을 성형할 수 있다.
구체적인 일 예로, 상기 복수개의 제1 성형틀(400)은 최하단의 제1-1 성형틀(400a)에 구비된 복수개의 날개(402a)가 상측에 배치되는 제1-2 성형틀(400b)에 구비되는 복수개의 지지부재(401b)에 각각 형성된 끼움결합홈에 끼움결합되고, 상기 제1-2 성형틀(400b)에 구비된 복수개의 날개(402a)가 상기 제1-2 성형틀(400b)의 상측에 배치되는 제1-3 성형틀(400c)에 구비된 복수개의 지지부재(401b)에 각각 형성된 끼움결합홈에 끼움결합되는 것을 통해 일방향으로 적층되는 형태의 스텍구조를 이룰 수 있다.
상기 복수개의 제1 성형틀(400)은 스텍구조를 이룬 후, 챔버(50)에 투입되어 한번의 경화 과정을 거칠 때, 각 제1 성형틀(400)의 내부에 투입된 PVA 용액(22)이 경화 과정을 거치게 되므로, 경화 과정이 종료되면 복수개의 원형 PVA 하이드로겔(45)을 성형하게 된다.
상기 제1 성형틀(400)은 원형의 PVA 하이드로겔(45)이 성형이 완료되면, 본체(401)와 커버(402)의 분리를 통해 상기 원형의 PVA 하이드로겔(45)이 외부에 배출되도록 한다.
한편, 상기 성형틀(40)은 상술한 일 실시예를 통해 복수개의 원형 PVA 하이드로겔(45)을 성형하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예로 복수개의 PVA 원형 하이드로겔(45)을 성형할 수 있다.
상기 원형 하이드로겔(45)을 성형하기 위한 성형틀(40)의 다른 예는 도 6을 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 6은 도 1에 도시된 성형틀의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 다른 실시예의 성형틀(40)은 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 추출하기 위해 우선적으로 판형의 PVA 하이드로겔(450)을 성형하기 위한 수단이 구비된 제2 성형틀(410)일 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 상기 PVA 용액(22)은 제2 성형틀(410)에 투입되기 위해, 탈포기(30)로부터 배출된 후 판형으로 응고될 수 있다. 다만, PVA 용액(22)은 응고되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 후술될 플레이트(412)에 판형으로 도포된 후에 응고되는 것을 통해 상기 플레이트(412)에 부착될 수 있다.
도 6의 (c)를 참조하면, 상기 제2 성형틀(410)은 판형의 PVA 하이드로겔(450)을 성형하기 위한 수단이 하우징(411), 플레이트(412) 및 덮개(413)일 수 있다.
상기 하우징(411)은 플레이트(412)가 내부에 투입될 내부공간을 형성하며, 상기 플레이트(421)가 상기 내부공간으로 투입되도록 하기 위한 투입구와 상기 플레이트(412)를 상기 내부공간으로부터 배출시키기 위한 배출구가 일측 및 타측에 각각 구비될 수 있다.
이때, 상기 하우징(411)이 투입구와 배출구가 별도로 구비되는 것은, 상기 플레이트(412)가 상기 투입구를 통해 하우징(411)의 내부공간에 투입되면, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자 또는 별도의 파지수단이 상기 플레이트(412)를 파지할 부분이 외부에 노출되지 않아 상기 플레이트(412)를 상기 하우징(411)으로부터 배출시키기 어렵기 때문이다.
즉, 상기 하우징(411)은 상기 플레이트(412)의 투입과 배출을 위해 투입구와 배출구가 별도로 구비될 필요가 있다.
상기 하우징(411)은 도면에 미도시되었으나, 플레이트(412)가 투입구상에서 일방향으로의 슬라이딩 이동을 통해 내부공간으로 투입되도록, 상기 플레이트(412)의 양단이 끼움결합 가능한 직경의 끼움결합구가 양측 내벽에 형성될 수 있다.
상기 플레이트(412)는 판형으로 응고된 PVA 용액(22)이 일측에 부착되거나, 일측에 판형으로 도포되는 것을 통해 PVA 용액(22)이 부착될 수 있다.
상기 플레이트(412)는 하우징(411)의 투입구상에서 상기 하우징(411)의 양측 내벽에 형성된 끼움결합구와 끼움결합된 후 일방향으로 슬라이딩 이동됨으로써, 상기 하우징(411)의 내부공간으로 투입될 수 있다.
상기 덮개(413)는 제2 성형틀(410)이 챔버(50)에 의한 경화 과정을 거치기 전에 하우징(411)의 배출구를 폐쇄하는 형태로 하우징(411)에 결합될 수 있다.
상기 덮개(413)는 챔버(50)에 의한 경화 과정이 종료되면, 하우징(411)으로부터 분리되어 상기 하우징(411)의 배출구를 개방시킴으로써, 상기 하우징(411)으로부터 플레이트(412)가 용이하게 배출되도록 하며, 이를 통해 상기 플레이트(412)의 일측에 부착된 판형의 PVA 하이드로겔(450)이 외부에 배출되도록 한다.
상기 제2 성형틀(410)은 복수개의 PVA 하이드로겔(45)을 성형하기 위해 플레이트(412)가 복수개로 마련되며, 상기 복수개의 플레이트(412)에 각각 부착된 복수개의 판형의 PVA 용액(22)이 하우징(411)의 내부공간에 투입되도록 한다.
상기 제2 성형틀(410)은 플레이트(412)가 복수개로 마련됨에 따라, 끼움결합구가 하우징(411)의 양측 내벽에 복수개로 형성될 수 있다.
와 같은 구성은, 상기 하우징(411)이 복수개의 플레이트(412)가 내부공간에 투입되도록 함과 동시에, 상기 복수개의 플레이트(412)가 슬라이딩 이동을 통해 상기 내부공간으로 투입될 때, 각 플레이트(412)에 부착된 판형의 PVA 용액(22)이 인접한 다른 플레이트(412)의 일측에 부착되는 것을 방지하기 위함이다.
상기 제2 성형틀(410)은 챔버(50)에 투입되어 한번의 경화 과정을 거칠 때, 각 플레이트(412)에 부착된 PVA 용액(22)이 한번의 경화 과정을 거치게 되므로, 경화 과정이 종료되면 복수개의 판형 PVA 하이드로겔(45)을 성형하게 된다.
상기 제2 성형틀(410)은 판형의 PVA 하이드로겔(450)을 성형 개수가 증가되도록, 둘 이상인 복수개로 마련되어 챔버(50)에 투입될 수 있다.
한편, 상기 PVA 하이드로겔 성형 장치(1)는 제2 성형틀(410)에 성형된 판형의 PVA 하이드로겔(450)로부터 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 추출하기 위한 수단이 구비되며, 상기 판형의 PVA 하이드로겔(450)으로부터 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 추출하기 위한 수단은 도 7을 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 7은 도 6에 도시된 성형틀로부터 원형의 PVA 하이드로겔을 추출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 PVA 하이드로겔 성형 장치(1)는 제2 성형틀(410)에 성형된 판형의 PVA 하이드로겔(450)로부터 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 추출하기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 추출기(90)를 더 포함한다.
상기 추출기(90)는 챔버(50)의 경화 과정을 통해 제2 성형틀(410)에서 성형된 판형의 PVA 하이드로겔(450)이 외부로 배출되는 경우, 원형의 추출수단을 통해 상기 판형의 PVA 하이드로겔(450)의 일부분을 가압하는 것으로 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 추출할 수 있다.
상기 추출기(90)는 판형의 PVA 하이드로겔(450)의 일부분을 가압하는 과정이 반복하게 되며, 이를 통해 상기 판형의 PVA 하이드로겔(450)로부터 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 복수개로 추출하는 것이 가능하다.
이하에서는, 설명의 편의상 제1 성형틀(400)과 제2 성형틀(410)을 성형틀(40)로 설명하도록 하겠으며, 이하에서 언급되는 성형틀(40)은 제1 성형틀(400) 및 제2 성형틀(410) 중 적어도 하나로 이해되는 것이 바람직할 것이다.
상기 챔버(50)는 성형틀(40)이 내부공간에 투입되도록 상기 성형틀(40)을 내부공간으로 투입시키기 위한 수단이 구비된다.
상기 챔버(50)는 PVA 용액(22)을 이루는 용매의 종류에 따라 경화 과정을 진행하여 반고형 상태의 PVA 하이드로겔(45, 450)이 성형되도록 하는데, 상기 PVA 하이드로겔(45, 450)을 성형하기 위한 수단은 도 8을 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 8은 도 1에 도시된 챔버의 구성요소 및 동작 모드의 종류를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 챔버(50)는 신호 입력이 가능한 입력부(51)를 포함하며, 상기 입력부(51)에서 입력되는 신호에 따라 경화 모드(52)로 동작되고, 상기 경화 모드(52)에 의한 경화 과정이 구현되도록 성형틀(40)이 투입되는 챔버(50)의 내부공간의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부(53) 및 상기 온도 조절부(53)의 동작을 제어하기 위한 제어부(54)를 포함한다.
상기 입력부(51)는 챔버(50)를 경화 모드(52)로 동작시키기 위한 신호입력수단이 구비되는데, 상기 신호입력수단은 챔버(50)를 냉동 경화 모드(52a)로 동작시키기 위한 제1 신호입력수단과, 챔버(50)를 저온 경화 모드(52b)로 동작시키기 위한 제2 신호입력수단과, 챔버(50)를 상온 경화 모드(52c)로 동작시키기 위한 제3 신호입력수단으로 이루어질 수 있다.
상기 입력부(51)는 경화 모드(52)의 동작 입력 뿐만 아니라, 성형틀(40)의 내부공간에 주입된 PVA 용액(22)을 이루는 용매의 종류에 대한 정보가 입력되기 위한 제4 신호입력수단이 추가적으로 구비될 수 있다
상기 입력부(51)의 제1, 2, 3, 4 신호입력수단은 사용자에 의해 직접 신호 입력이 가능한 장치(예: 버튼)이거나, 사용자가 구비한 단말과 통신하여 상기 단말(예: 스마트폰, 태블릿, 컴퓨터 등)로부터 송신되는 신호를 기반으로 원격방식을 통해 챔버(50)를 경화 모드(52)로 동작시키는 통신장치일 수 있다.
상기 챔버(50)는 PVA 하이드로겔(45, 450)이 성형되기 전에 제1, 2, 3 신호입력수단 중 적어도 하나의 신호입력수단에서 경화 모드(52)의 정보가 입력되면서 제4 신호입력수단에서 용매의 종류에 대한 정보가 입력되는 경우, 제어부(54) 각 신호입력수단으로부터 입력된 정보를 기반으로 성형틀(40)이 경화 과정을 거칠 때 성형될 PVA 하이드로겔(45, 450)의 초음파 투과 정도 및 투명도를 사용자에게 제공하기 위한 시뮬레이션을 진행한 후, 상기 성형틀(40)은 챔버(50) 내에서 경화 과정을 거치게 된다.
상기 제어부(54)는 PVA 하이드로겔(45, 450)의 초음파 투과 정도 및 투명도를 시뮬레이션하기 위한 알고리즘이 구성될 수 있으며, 챔버(50)는 도면에 미도시되었으나 시뮬레이션의 결과인 PVA 하이드로겔(45, 450)의 초음파 투과 정도 및 투명도를 출력하기 위한 디스플레이가 구비될 수 있다.
상기 챔버(50)의 디스플레이는 시뮬레이션의 결과에 따른 PVA 하이드로겔(45, 450)의 초음파 투과 정도 및 투명도를 출력함으로써, PVA 하이드로겔(45, 450)의 초음파 투과 정도 및 투명도에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
상기 챔버(50)는 입력부(51)를 통해 제어부(54)의 시뮬레이션 과정이 생략되도록 설정이 변경될 수도 있다. 즉, 제어부(54)의 시뮬레이션 과정은 반드시 이루어지는 과정이 아닐 수 있다.
상기 경화 모드(52)는 초음파 투과 정도 및 투명도가 각각 다른 PVA 하이드로겔(45, 450)을 생성하기 위해 냉동 경화 모드(52a), 저온 경화 모드(52b) 및 상온 경화 모드(52c)로 구분될 수 있다.
상기 냉동 경화 모드(52a)는 챔버(50)의 내부공간에 투입된 성형틀(40)이 영하5~영하20 ℃의 냉동 경화 과정을 거치도록 하기 위한 챔버(50)의 동작 모드일 수 있다.
상기 저온 경화 모드(52b)는 챔버(50)의 내부공간에 투입된 성형틀(40)이 1~5 ℃의 저온 경화 과정을 거치도록 하기 위한 챔버(50)의 동작 모드일 수 있다.
상기 상온 경화 모드(52c)는 챔버(50)의 내부공간에 투입된 성형틀(40)이 18~25 ℃의 상온 경화 과정을 거치도록 하기 위한 챔버(50)의 동작 모드일 수 있다.
상기 온도 조절부(53)는 입력부(51)의 제1, 2, 3 신호입력수단 중 적어도 하나의 신호입력수단에 신호가 입력되는 경우, 챔버(50)가 냉동 경화 모드(52a), 저온 경화 모드(52b) 및 상온 경화 모드(52c) 중 적어도 하나의 동작 모드로 동작되도록 상기 챔버(50)의 내부공간의 온도를 조절한다.
상기 온도 조절부(53)는 입력부(51)의 제1, 2, 3 신호입력수단 중 적어도 하나의 신호입력수단에 신호가 입력되는 경우, 상기 신호입력수단으로부터 신호를 수신하는 제어부(54)에 의해 동작이 제어될 수 있다.
상기 제어부(54)는 온도 조절부(53)의 동작을 제어할 뿐만 아니라, 챔버(50)의 전원 온/오프(oN/off) 및 성형틀(40)의 투입 등을 포함하여 챔버(50)의 전체 동작을 제어하는 장치로 이해되는 것이 바람직하다.
상기 제어부(54)는 챔버(50)에 구비되거나, 챔버(50)의 통신수단과 통신하여 원격방식을 통해 상기 챔버(50)의 전체 동작을 제어하는 단말(예: 스마트폰, 태블릿, 컴퓨터 등)로 마련될 수 있다.
상기 챔버(50)는 제어부(54)에 의해 설정된 경화 모드(52)에 따라, 이하와 같이 내부공간에 투입된 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도 및 투명도가 각각 다른 하이드로겔(45, 450)이 성형되도록 한다.
상기 챔버(50)는 냉동 경화 모드(52a)로 동작되는 경우, 성형틀(40)의 내부공간에 주입된 PVA 용액(22)의 종류에 따라 초음파 투과 정도를 0.1 % 미만으로 감쇄시키는 투명 또는 불투명한 상태(예: 흰색)의 PVA 하이드로겔(45, 450)이 상기 성형틀(40)에서 성형되도록 한다.
이하에서는, 설명의 편의상 PVA 하이드로겔(45, 450)을 제1 PVA 용액(22a)로부터 성형된 제1 PVA 하이드로겔(45a)과, 제2 PVA 용액(22b)으로부터 성형된 제2 PVA 하이드로겔(45b)로 구분하여 설명하도록 하겠으며, 이하에서 언급되는 PVA 하이드로겔(45, 450)은 제1 PVA 하이드로겔(45a) 및 제2 PVA 하이드로겔(45b) 중 적어도 하나로 이해되는 것이 바람직하다.
상기 냉동 경화 모드(52a)의 구체적인 일 예로, 상기 챔버(50)는 성형틀(40)의 내부공간에 제1 PVA 용액(22a)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 0.1 % 미만으로 감쇄시키는 투명한 상태의 제1 PVA 하이드로겔(45a)이 성형되도록 하고, 이와 달리 성형틀(40)의 내부공간에 제2 PVA 용액(22b)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 0.1 % 미만으로 감쇄시키는 불투명한 상태의 제2 PVA 하이드로겔(45b)이 성형되도록 한다.
상기 챔버(50)는 저온 경화 모드(52b)로 동작되는 경우, 성형틀(40)의 내부공간에 주입된 PVA 용액(22)의 종류에 따라 초음파 투과 정도를 2 % 미만으로 감쇄시키는 불투명한 상태의 PVA 하이드로겔(45, 450)이 상기 성형틀(40)에서 성형되도록 한다.
상기 저온 경화 모드(52b)의 구체적인 일 예로, 챔버(50)는 성형틀(40)의 내부공간에 제1 PVA 용액(22a)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 2 % 미만으로 감쇄시키는 불투명한 상태의 제1 PVA 하이드로겔(45a)이 성형되도록 하고, 이와 달리 성형틀(40)의 내부공간에 제2 PVA 용액(22b)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 2 % 미만으로 감쇄시키면서 폴리에틸렌 글리콜의 함유량이 20 % 이상인 불투명한 상태의 제2 PVA 하이드로겔(45b)이 성형되도록 한다.
상기 챔버(50)는 상온 경화 모드(52c)로 동작되는 경우, 성형틀(40)의 내부공간에 주입된 PVA 용액(22)의 종류에 따라 초음파 투과 정도를 5 % 미만으로 감쇄시켜 저온 경화 모드(52b)에서 성형되는 PVA 하이드로겔(45, 450)보다 더 불투명한 상태의 PVA 하이드로겔(45, 450)이 상기 성형틀(40)에서 성형되도록 한다.
상기 상온 경화 모드(52c)의 구체적인 일 예로, 챔버(50)는 성형틀(40)의 내부공간에 제1 PVA 용액(22a)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 5 % 미만으로 감쇄시켜 저온 경화 모드(52b)에서 성형되는 제1 PVA 하이드로겔(45a)보다 더 불투명한 상태의 제1 PVA 하이드로겔(45a)이 성형되도록 하고, 이와 달리 성형틀(40)의 내부공간에 제2 PVA 용액(22b)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 5 % 미만으로 감쇄시키면서 폴리에틸렌 글리콜의 함유량이 20 % 이상임과 동시에 저온 경화 모드(52b)에서 성형되는 제2 PVA 하이드로겔(45b)보다 더 불투명한 상태의 제2 PVA 하이드로겔(45b)이 성형되도록 한다.
상기 PVA 하이드로겔(45, 450)은 성형되기 전의 PVA 용액을 이루는 용매의 종류에 따라 중화 과정을 거쳐 중화될 수 있다.
상기 PVA 하이드로겔(45, 450)은 제1 혼합용매(11) 기반의 제1 PVA 용액(22a)로부터 성형되는 제1 PVA 하이드로겔(45a)인 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 중화 과정을 거쳐 중화될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형틀로부터 성형된 PVA 하이드로겔의 중화 과정을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)은 챔버(50)에 의해 성형틀(40)에서 성형이 완료되는 경우, 상기 성형틀(40)의 배출수단으로부터 배출되면 일정시간동안 아세톤을 수용하는 제1 용기(61), 에테르를 수용하는 제2 용기(62), 상기 제1 용기(61) 또는 아세톤을 수용하는 제3 용기(63)에 순차적으로 담지된 후, 60 ℃로 가열되는 액체 이산화탄소가 저장된 제4 용기(64)에 담지되는 중화 과정을 통해 중화될 수 있다.
이때, 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)이 제1 용기(61)부터 제3 용기(63)까지 아세톤 및 에테르에 담궈지는 시간은 1~24시간일 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)이 중화 과정을 통해 중화되어야 하는 것은, 다이메틸 설폭사이드(11b)가 용매로 사용되는 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)이 공기 중에 노출될 시, 상기 다이메틸 설폭사이드(11b)가 빠르게 증발되어 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)의 전체적인 볼륨사이즈가 감소되는데, 중화를 통해 고형젤의 다이메틸 설폭사이드(11b)의 휘발성을 완화시킴으로써, 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)의 볼륨사이즈 감소를 방지하기 위함이다.
또한, 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)이 중화 과정을 통해 중화되어야 하는 것은, 다이메틸 설폭사이드(11b)의 냄새가 역하여 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)을 초음파 발생기(100)와 함께 의료기기로 사용할 시 냄새에 의해 환자에게 불편함을 주는데, 중화를 통해 다이메틸 설폭사이드(11b)의 냄새를 제거(또는 탈취)하여 이를 방지하기 위함이다.
그리고 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)이 중화 과정을 통해 중화되어야 하는 것은, 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)을 의료기기로 사용할 시, 사람에게 안전한지를 확인하는 생물학적 안정성 검사를 진행함에 있어 사용 방법에 따라, 어떤 물질이나 그 항체에 방사성동위원소를 표지하여 몸 속에 있는 극미량 물질의 농도를 측정하여 질병의 유무나 정도를 알아내는 매우 정확한 검사방법인 검체 검사(In Vitro) 또는 기기가 환자나 사용자에게 이상 사례나 유해한 효과를 초래하지 않고, 기기에 의한 생물학적 위험을 완화하면서 사용 목적대로 작동하는지 판단하기 위한 생체 적합성 테스트(In Vivo Biocompatibility test)를 진행하게 되는데, 검체 검사인 세포독성, 피부감작성 및 피부자극성 등을 시험하는 것으로 반고형의 상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)의 의료기기 사용 가능 여부를 확인하게 되며, 다이메틸 설폭사이드(11b)의 경우 다량 사용시 문제가 될 수 있어 생물학적안정성 시험(검체 검사)을 통과하기 위한 중화 작업을 통해 생물학적으로 안전한 물질로 변환되도록 하기 위함이다.
상기 제1 PVA 하이드로겔(45a)에서, 원형의 하이드로겔(45)은 경화 및 중화된 하이드로겔일 수 있으며, 이와 달리 상기 판형의 하이드로겔(450)은 중화 과정까지 종료된 후에 추출기(90)로 일부분이 가압되는 것을 통해 경화 및 중화된 원형의 하이드로겔(45)로 추출될 수 있다.
상기 제2 PVA 하이드로겔(45b)은 중화 과정이 생략된 상태로 성형(또는 제조)이 완료될 수 있다.
상기 제1 PVA 하이드로겔(45a) 또는 제2 PVA 하이드로겔(45b)은 도 10에 도시된 초음파 발생기(100)와 함께 생체조직(미도시)의 치료를 위해 사용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 PVA 하이드로겔의 사용상태도이다.
도 10을 참조하면, 상기 원형의 PVA 하이드로겔(45)은 초음파 발생기(100)에서 생성된 초음파가 산란되지 않고 생체조직에 용이하게 전달되도록, 상기 초음파 발생기(100)와 생체조직의 사이에 위치될 수 있다.
상기 PVA 하이드로겔 성형 장치(1)는 다양한 초음파 투과도 및 투명도를 가진 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 성형(또는 제조)함으로써, 초음파 발생기(100)에서 생성된 초음파로 치료되어야 할 생체조직의 종류에 따라 초음파가 상기 생체조직에 용이하게 전달되도록 하는 원형의 PVA 하이드로겔(45)을 사용자에게 제공할 수 있으며, 이를 통해 초음파 기반의 생체조직 치료가 효율적으로 진행되도록 한다.
이하에서는, 상기 PVA 하이드로겔 성형 장치(1)에 의해 수행되는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 방법(S10, 이하에서는 'PVA 하이드로겔 성형 방법(S10)'이라 한다.)의 과정에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVA 하이드로겔 성형 장치에 의해 수행되는 PVA 하이드로겔 성형 방법을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PVA 하이드로겔 성형 방법(S10)은 용매 제조 단계(S11), PVA 용액 생성 단계(S12), 탈포 단계(S13), PVA 용액 주입 단계(S14), 경화 단계(S15), 중화 단계(S16) 및 PVA 하이드로겔 제조 완료 단계(S17)를 포함한다.
먼저, 용매 제조기(10)는 물(11a) 및 다이메틸 설폭사이드(11b)가 혼합된 제1 혼합용매(11)와, 물(12a) 및 폴리에틸렌 글리콜(12b)이 혼합된 제2 혼합용매(12) 중 적어도 하나의 용매를 제조할 수 있다(S11).
이 후, 교반기(20)는 용매 제조기(10)로부터 투입되는 용매와 폴리비닐알코올(21)을 교반하여 제1 PVA 용액(22a) 및 제2 PVA 용액(22b) 중 적어도 하나의 PVA 용액(22)을 생성할 수 있다(S12).
이 후, 탈포기(30)는 교반기(20)로부터 PVA 용액을 전달받아 상기 PVA 용액(22)의 내부 공기를 제거할 수 있다(S13).
이 후, 성형틀(40)은 탈포기(30)로부터 배출되는 PVA 용액(22)이 내부공간에 투입될 수 있다(S14).
이 후, 챔버(50)는 성형틀(40)이 경화 과정을 거치도록 하여 상기 성형틀(40)의 내부공간에서 PVA 하이드로겔(45 ,450)이 성형되도록 한다(S15).
이 후, PVA 하이드로겔(45, 450)은 PVA 용액(22)을 이루는 용매의 종류에 따라 중화 과정을 거쳐 중화될 수 있다(S16). 이때, 상기 중화 단계(S16)의 중화 과정은 필수적인 것은 아니며, 성형틀(40)의 내부공간에서 성형되는 상기 PVA 하이드로겔(45)이 제2 PVA 하이드로겔(45b)의 경우에 생략될 수 있다.
이 후, PVA 하이드로겔(45, 450)은 PVA 용액(22)을 이루는 용매의 종류에 따라, 경화 단계(S15) 및 중화 단계(S16)을 거치거나, 중화 단계(S16)가 생략된 상태에서 경화 단계(S15)만을 거치는 것을 통해 제조가 완료될 수 있다(S17). 이때, 판형의 PVA 하이드로겔(450)은 제조가 완료되면 추출기(90)를 통해 원형의 PVA 하이드로겔(45)로 추출될 수 있다.
이하에서는, 용매 제조 단계(S11)에서 제1 혼합용매(11)를 생성하기 위한 제1 혼합용매 제조 방법에 대해 도 12를 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 12는 제1 혼합용매를 생성하기 위한 용매 제조 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 용매 제조 단계(S11)에서 용매 제조기(10)는 제1 혼합용매(11)의 중량비 100 wt%를 기준으로 40~60 wt%의 정제수인 물(11a)과 40~60 wt%의 다이메틸 설폭사이드(11b)를 혼합시킬 수 있다(S11a).
이 후, 용매 제조기(10)는 제1 혼합용매(11)의 중량비 100 wt%를 기준으로 나머지 중량비만큼 PVA 하이드로겔(45)의 수축 및 부패를 방지하기 위한 보존제(11c)가 추가 투입될 수 있다(S11b).
이 후, 용매 제조기(10)는 열처리 등의 방식으로 제1 혼합용매(11)를 생성하게 된다(S11c).
이하에서는, 용매 제조 단계(S11)에서 제2 혼합용매(12)를 생성하기 위한 제2 혼합용매 제조 방법에 대해 도 13을 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 13은 제2 혼합용매를 생성하기 위한 용매 제조 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 용매 제조 단계(S11)에서 용매 제조기(10)는 제2 혼합용매(12)의 중량비 100 wt%를 기준으로 70~95 wt%의 정제수인 물(12a)과 5~30 wt%의 폴리에틸렌 글리콜(12b)을 혼합시킬 수 있다(S11d).
이 후, 용매 제조기(10)는 제2 혼합용매(12)의 중량비 100 wt%를 기준으로 나머지 중량비만큼 PVA 하이드로겔(45)의 수축 및 부패를 방지하기 위한 보존제(12c)가 추가 투입될 수 있다(S11e).
이 후, 용매 제조기(10)는 열처리 등의 방식으로 제2 혼합용매(12)를 생성하게 된다(S11f).
이하에서는, PVA 용액 생성 단계(S12)에서 PVA 용액(22)을 생성하기 위한 PVA 용액 생성 방법에 대해 도 14를 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 14는 PVA 용액 생성 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, PVA 용액 생성 단계(S12)에서 교반기(20)는 용매 제조기(10)에서 생성된 제1 혼합용매(11) 및 제2 혼합용매(12) 중 적어도 하나의 용매가 투입되며, 용매의 투입이 완료되면 상기 용매의 투입경로와 다른 투입경로로 용매의 총 중량에 대해 5~10 wt% 만큼의 폴리비닐알코올(21)이 투입될 수 있다(S12a).
이 후, 교반기(20)는 90 ℃로부터 130 ℃ 사이 온도에서 90분 이상 용매와 폴리비닐알코올(21)을 교반하여(S12b), 제1 PVA 용액(22a) 및 제2 PVA 용액(22b) 중 적어도 하나의 PVA 용액(22)을 생성할 수 있다(S12c).
이하에서는, 경화 단계(S15)에서 PVA 하이드로겔(45)을 성형시키기 위한 경화 방법에 대해 도 15를 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 15는 경화 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 경화 단계(S15)에서 성형틀(40)은 경화 과정을 거치도록 챔버(50)의 내부공간에 투입될 수 있다(S15a).
이 후, 입력부(51)에서는 제1, 2, 3 신호입력수단 중 적어도 하나의 신호입력수단을 통해 경화 과정을 진행할 경화 모드(52)에 대한 정보가 입력될 수 있고, 제4 신호입력수단을 통해서는 성형틀(40)의 내부공간에 주입된 PVA 용액을 이루는 용매의 종류에 대한 정보가 입력될 수 있다(S15b).
이 후, 챔버(50)는 제어부(54)의 시뮬레이션 과정이 이루어질 수 있으나, 시뮬레이션 과정이 생략된 경우를 기준으로 경화 모드(52)로 동작되도록 온도 조절부(53)가 챔버(50)의 내부공간 온도를 조절할 수 있다.
이때 만약, 챔버(50)가 온도 조절부(53)에 의해 냉동 경화 모드(52a)로 동작되도록 내부공간의 온도가 조절되는 경우(S15c-YES), 성형틀(40)의 내부공간에서는 냉동 경화 과정을 거친 PVA 하이드로겔(45, 450)이 성형될 수 있다(S15f).
이때, 상기 냉동 경화 모드(52a)에 의한 PVA 하이드로겔(45, 450)은 성형틀(40)의 내부공간에 제1 PVA 용액(22a)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 0.1 % 미만으로 감쇄시키는 투명한 상태의 제1 PVA 하이드로겔(45a)로 성형될 수 있고, 이와 달리 성형틀(40)의 내부공간에 제2 PVA 용액(22b)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 0.1 % 미만으로 감쇄시키는 불투명한 상태의 제2 PVA 하이드로겔(45b)로 성형될 수 있다.
이와 달리 만약, 챔버(50)가 온도 조절부(53)에 의해 냉동 경화 모드(52a)로 동작되도록 내부공간의 온도가 조절되지 않는 경우(S15c-NO), 상기 챔버(50)는 상기 온도 조절부(53)에 의해 내부공간의 온도가 저온 경화 모드(52b) 또는 상온 경화 모드(52c)로 동작될 수 있다.
이때 만약, 챔버(50)가 온도 조절부(53)에 의해 저온 경화 모드(52b)로 동작되도록 내부공간의 온도가 조절되는 경우(S15d-YES), 성형틀(40)의 내부공간에서는 저온 경화 과정을 거친 PVA 하이드로겔(45, 450)이 성형될 수 있다(S15f).
이때, 상기 저온 경화 모드(52b)에 의한 PVA 하이드로겔(45, 450)은 성형틀(40)의 내부공간에 제1 PVA 용액(22a)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 2 % 미만으로 감쇄시키는 불투명한 상태의 제1 PVA 하이드로겔(45a)로 성형될 수 있고, 이와 달리 성형틀(40)의 내부공간에 제2 PVA 용액(22b)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 2 % 미만으로 감쇄시키면서 폴리에틸렌 글리콜의 함유량이 20 % 이상인 불투명한 상태의 제2 PVA 하이드로겔(45b)로 성형될 수 있다.
이와 달리 만약, 챔버(50)가 온도 조절부(53)에 의해 저온 경화 모드(52b)로 동작되도록 내부공간의 온도가 조절되지 않는 경우(S15d-NO), 상기 챔버(50)는 상온 경화 모드(52c)로 동작될 수 있다.
이때 만약, 챔버(50)가 온도 조절부(53)에 의해 상온 경화 모드(52c)로 동작되도록 내부공간의 온도가 조절되는 경우(S15e-YES), 성형틀(40)의 내부공간에서는 상온 경화 과정을 거친 PVA 하이드로겔(45, 450)이 성형될 수 있다(S15f).
이때, 상온 경화 모드(52c)에 의한 PVA 하이드로겔(45, 450)은 성형틀(40)의 내부공간에 제1 PVA 용액(22a)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 5 % 미만으로 감쇄시켜 저온 경화 모드(52b)에서 성형되는 제1 PVA 하이드로겔(45a)보다 더 불투명한 상태의 제1 PVA 하이드로겔(45a)로 성형될 수 있고, 이와 달리 성형틀(40)의 내부공간에 제2 PVA 용액(22b)이 주입되는 경우, 상기 성형틀(40)에서 초음파 투과 정도를 5 % 미만으로 감쇄시키면서 폴리에틸렌 글리콜의 함유량이 20 % 이상임과 동시에 저온 경화 모드(52b)에서 성형되는 제2 PVA 하이드로겔(45b)보다 더 불투명한 상태의 제2 PVA 하이드로겔(45b)로 성형될 수 있다.
이와 달리 만약, 챔버(50)가 온도 조절부(53)에 의해 상온 경화 모드(52c)로 동작되도록 내부공간의 온도가 조절되지 않아 경화 모드(52)로 동작되지 않는 경우(S15e-NO), 상기 챔버(50)는 디스플레이 또는 제어부(54)로 사용자가 구비한 단말과 통신하여 상기 사용자에게 동작 오류 안내와 입력부(51)의 재조작을 요청할 수 있다(S15g).
이하에서는, 중화 단계(S16)에서 경화 단계(S15)를 거친 제1 PVA 하이드로겔(45a)을 중화시키기 위한 중화 방법에 대해 도 16을 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 16은 중화 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 중화 단계(S16)의 전 단계인 경화 단계(S15)에서 경화 과정을 거쳐 성형된 제1 PVA 하이드로겔(45a)은 성형틀(40)의 배출수단을 통해 외부로 배출될 수 있다(S16a).
이 후, 제1 PVA 하이드로겔(45a)은 일정시간(예: 1~24시간)동안 아세톤을 수용하는 제1 용기(61), 에테르를 수용하는 제2 용기(62), 상기 제1 용기(61) 또는 아세톤을 수용하는 제3 용기(63)에 순차적으로 담지될 수 있다(S16b).
이 후, 제1 PVA 하이드로겔(45a)은 60 ℃로 가열되는 액체 이산화탄소가 저장된 제4 용기(64)에 담지되며(S16c), 이러한 중화 과정을 통해 중화될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
1: PVA 하이드로겔 성형 장치,
10: 용매 제조기,
11: 제1 혼합용매, 11a, 12a: 물,
11b: 다이메틸 설폭사이드, 11c, 12c: 보존제,
12b: 폴리에틸렌 글리콜, 12: 제2 혼합용매,
20: 교반기, 21: 폴리비닐알코올,
22: PVA 용액, 22a: 제1 PVA 용액,
23: 제2 PVA 용액, 30: 탈포기,
40: 성형틀, 400: 제1 성형틀,
401: 본체, 401a: 지지부재,
401b: 관통구, 402: 커버,
402a: 날개, 402b: 돌출부재,
403: O링, 410: 제2 성형틀,
411: 하우징, 412: 플레이트,
413: 덮개, 45: 원형의 PVA 하이드로겔,
45a: 제1 PVA 하이드로겔, 45b: 제2 PVA 하이드로겔,
450: 판형의 하이드로겔, 50: 챔버,
51: 입력부, 52: 경화 모드,
52a: 냉동 경화 모드, 52b: 저온 경화 모드,
52c: 상온 경화 모드, 53: 온도 조절부,
54: 제어부, 61: 제1 용기,
62: 제2 용기, 63: 제3 용기,
64: 제4 용기, 90: 추출기,
100: 초음파 발생기.
11: 제1 혼합용매, 11a, 12a: 물,
11b: 다이메틸 설폭사이드, 11c, 12c: 보존제,
12b: 폴리에틸렌 글리콜, 12: 제2 혼합용매,
20: 교반기, 21: 폴리비닐알코올,
22: PVA 용액, 22a: 제1 PVA 용액,
23: 제2 PVA 용액, 30: 탈포기,
40: 성형틀, 400: 제1 성형틀,
401: 본체, 401a: 지지부재,
401b: 관통구, 402: 커버,
402a: 날개, 402b: 돌출부재,
403: O링, 410: 제2 성형틀,
411: 하우징, 412: 플레이트,
413: 덮개, 45: 원형의 PVA 하이드로겔,
45a: 제1 PVA 하이드로겔, 45b: 제2 PVA 하이드로겔,
450: 판형의 하이드로겔, 50: 챔버,
51: 입력부, 52: 경화 모드,
52a: 냉동 경화 모드, 52b: 저온 경화 모드,
52c: 상온 경화 모드, 53: 온도 조절부,
54: 제어부, 61: 제1 용기,
62: 제2 용기, 63: 제3 용기,
64: 제4 용기, 90: 추출기,
100: 초음파 발생기.
Claims (15)
- 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치에 있어서,
물 및 다이메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO)가 혼합된 제1 혼합용매와, 물 및 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol, PEG)가 혼합된 제2 혼합용매 중 적어도 하나의 용매를 제조하는 용매 제조기;
상기 용매 제조기로부터 배출된 용매가 투입되며, 상기 용매의 투입경로와 다른 투입경로를 통해 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alchol; PVA)을 투입시킨 후 상기 용매와 폴리비닐알코올을 교반하여 PVA 용액을 생성하는 교반기;
상기 교반기로부터 상기 PVA 용액을 전달받아 상기 PVA 용액의 내부 공기를 제거하는 탈포기;
상기 탈포기로부터 배출되는 PVA 용액이 내부공간에 투입되는 성형틀; 및
상기 성형틀이 투입되면, 상기 성형틀이 경화 과정을 거치도록 하여 상기 성형틀의 내부공간에서 PVA 하이드로겔이 성형되도록 하는 챔버;를 포함하고,
상기 성형틀은,
상기 챔버로부터 진행되는 한번의 경화 과정을 통해 상기 PVA 하이드로겔이 하나 이상 성형되도록 하기 위한 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 성형틀은,
원형의 PVA 하이드로겔이 하나 이상 성형되도록 하나 이상 마련되는 제1 성형틀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 성형틀은,
중심부에 상기 PVA 용액의 투입구와, 상측에 복수개의 날개와, 하측에 복수개의 돌출부재가 각각 구비되는 커버;
상기 투입구를 통해 내부에 투입될 PVA 용액을 수용하기 위한 원형의 내부공간이 구비되도록 상부가 개방되며, 상기 내부공간을 형성하는 측벽의 상단에 상기 복수개의 돌출부재가 관통될 복수개의 관통구가 구비되고, 상기 복수개의 돌출부재가 상기 복수개의 관통구에 관통될 때 상기 커버와 결합되는 본체; 및
상기 커버의 하측과 본체의 상측간의 틈을 통해 상기 내부공간 내 PVA 용액이 외부로 누수되는 것을 방지하기 위한 O링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 본체는,
상기 제1 성형틀을 지지하기 위한 복수개의 지지부재가 하측에 구비되고,
상기 복수개의 지지부재는,
상기 복수개의 날개가 끼움결합 가능한 직경의 끼움결합홈이 하측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제1 성형틀은,
상기 복수개의 날개가 다른 제1 성형틀에 구비되는 복수개의 지지부재에 각각 형성된 끼움결합홈에 끼움결합되거나, 다른 제1 성형틀에 구비되는 복수개의 날개가 복수개의 지지부재에 각각 형성된 끼움결합홈에 끼움결합되는 것으로 일방향으로 적층되는 형태의 스텍구조를 이룬 후, 상기 챔버에 투입되어 한번의 경화 과정을 거침으로써, 원형의 PVA 하이드로겔이 복수개로 성형되도록 하는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 성형틀은,
판형의 PVA 하이드로겔이 하나 이상 성형되도록 하나 이상 마련되는 제2 성형틀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제2 성형틀은,
상기 탈포기로부터 배출된 후 판형으로 응고된 판형의 PVA 용액이 일측에 부착되는 플레이트;
상기 플레이트가 내부에 투입될 내부공간을 형성하며, 상기 플레이트가 상기 내부공간으로 투입되도록 하기 위한 투입구와 상기 플레이트를 상기 내부공간으로부터 배출시키기 위한 배출구가 일측 및 타측에 각각 구비되고, 상기 플레이트가 일방향으로의 슬라이딩 이동을 통해 상기 내부공간으로 투입되도록 상기 플레이트의 양단이 끼움결합 가능한 직경의 끼움결합구가 양측 내벽에 형성되는 하우징; 및
상기 챔버에 의한 경화 과정 전에 상기 하우징의 배출구를 폐쇄하는 형태로 상기 하우징에 결합되되, 상기 챔버에 의한 경화 과정이 종료되면 상기 하우징으로부터 분리되어 상기 하우징의 배출구를 개방시킴으로써 상기 하우징으로부터 상기 플레이트가 배출되도록 하는 덮개;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제2 성형틀은,
상기 플레이트가 복수개로 마련되는 것을 통해 복수개의 상기 판형의 PVA 용액이 상기 하우징의 내부공간에 투입되도록 한 후, 상기 챔버에 투입되어 한번의 경화 과정을 거침으로써, 판형의 PVA 하이드로겔이 복수개로 성형되도록 하는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제2 성형틀은,
상기 복수개의 플레이트가 상기 하우징의 내부공간에 투입되도록 함과 동시에, 상기 복수개의 플레이트가 슬라이딩 이동을 통해 상기 하우징의 내부공간으로 투입될 때 각 플레이트에 부착된 판형의 PVA 용액이 인접한 다른 플레이트의 일측에 부착되는 것을 방지하기 위하여, 상기 끼움결합구가 상기 하우징의 양측 내벽에 복수개로 형성되되, 일정간격만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 6 항에 있어서,
원형의 추출수단으로 상기 제2 성형틀에서 성형된 판형의 PVA 하이드로겔의 일부분을 가압하는 과정을 반복함으로써, 원형의 PVA 하이드로겔이 복수개로 추출되도록 하는 추출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 PVA 하이드로겔은,
상기 PVA 용액을 이루는 용매의 종류에 따라 중화 과정을 거쳐 중화되는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 혼합용매는,
물 40~60 wt% 및 다이메틸 설폭사이드 40~60 wt%가 혼합되며, 상기 PVA 하이드로겔의 수축 및 부패를 방지하기 위한 보존제가 추가적으로 투입되는 용매인 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 혼합용매는,
물 70~95 wt% 및 폴리에틸렌 글리콜 5~30 wt%가 혼합되며, 상기 PVA 하이드로겔의 수축 및 부패를 방지하기 위한 보존제가 추가적으로 투입되는 용매인 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 장치. - 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 방법에 있어서,
a) 용매 제조기가 물 및 다이메틸 설폭사이드가 혼합된 제1 혼합용매와, 물 및 폴리에틸렌 글리콜이 혼합된 제2 혼합용매 중 적어도 하나의 용매를 제조하는 단계;
b) 교반기가 상기 용매 제조기로부터 투입되는 용매와 상기 용매의 투입경로와 다른 투입경로를 통해 투입되는 폴리비닐알코올을 교반하여 PVA 용액을 생성하는 단계;
c) 탈포기가 상기 교반기로부터 상기 PVA 용액을 전달받아 상기 PVA 용액의 내부 공기를 제거하는 단계;
d) 상기 탈포기로부터 배출되는 PVA 용액이 성형틀의 내부공간에 투입되는 단계; 및
e) 상기 성형틀이 챔버에 투입되면, 상기 챔버가 상기 성형틀이 경화 과정을 거치도록 하여 상기 성형틀의 내부공간에서 PVA 하이드로겔이 성형되도록 하는 단계;를 포함하고,
상기 성형틀은,
상기 챔버로부터 진행되는 한번의 경화 과정을 통해 상기 PVA 하이드로겔이 하나 이상 성형되도록 하기 위한 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 방법. - 제 14 항에 있어서,
f) 상기 PVA 하이드로겔이 상기 PVA 용액을 이루는 용매의 종류에 따라 중화 과정을 거쳐 중화되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음향 결합용 PVA 하이드로겔 성형 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020220113425A KR20240034431A (ko) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 초음파 음향 결합용 pva 하이드로겔 성형 장치 및 방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020220113425A KR20240034431A (ko) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 초음파 음향 결합용 pva 하이드로겔 성형 장치 및 방법 |
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| KR1020220113425A KR20240034431A (ko) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 초음파 음향 결합용 pva 하이드로겔 성형 장치 및 방법 |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101143645B1 (ko) | 2009-07-29 | 2012-05-09 | 주세은 | 경두개 저강도 초음파 전달장치 및 이를 이용한 비침습적 뇌기능 조절방법 |
| KR101190910B1 (ko) | 2010-08-11 | 2012-10-12 | 주세은 | 집중초음파를 이용한 비침습적 침술기기 |
-
2022
- 2022-09-07 KR KR1020220113425A patent/KR20240034431A/ko unknown
Patent Citations (2)
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