KR20240045503A - 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 백신을 -5℃ 내지 -20℃의 과냉각 상태로 보존하여, 백신의 유통 및 보존 과정 중 동결 및 해동으로 인해 야기되는 백신의 면역학적 특성 저하 방지를 위한 백신 과냉각 보존 기술에 관한 것으로, 백신이 수용되는 백신 수용체(100)와, 상기 백신 수용체(100)를 과냉각 상태로 보존하는 과냉각 보존고(200)와, 상기 과냉각 보존고(200)에 수용되는 백신 수용체(100)를 -5℃ 내지 -20℃로 유지시키는 전원장치(300)로 이루어지는, 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 백신을 -5℃ 내지 -20℃의 과냉각 상태로 보존하여, 백신의 유통 및 보존 과정 중 동결 및 해동으로 인해 야기되는 백신의 면역학적 특성 저하 방지를 위한 백신 과냉각 보존 기술에 관한 것이다.
액체의 응고를 조절하는 방법에 관한 관련된 선행기술로, 등록특허공보 제10-0215017호(1999. 05. 21, 등록)에는, 핵형성 및/또는 결정 성장을 조절하기 위하여 과냉각된 또는 부분적으로 응고된 액체를 초음파처리하는 단계를 포함한 액체를 응고시키는 방법에 관한 기술로, 초음파의 진동수를 16-100KHz으로 하고, 큰 결정들(500마이크론)을 응고된 제품내에 삽입시키기 위하여, 과냉각된 액체에 이의 융점이하 최대 1℃에서 초음파를 가하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 백신 저장을 위한 냉장 장치에 관한 선행기술로, 등록특허공보 제10-1807171호(2017. 12. 04. 등록)에는, 사용 중에 물이 담기도록 구성되고, 냉각 영역과, 상기 냉각 영역의 위에 배치되어 상기 냉각 영역과 유체 연통 되는 상부공간을 구비하는 케이싱; 상기 케이싱의 상기 냉각 영역 내에 배치되는 적재 공간, 여기서 상기 적재 공간은 상기 케이싱 외부의 클로저 와, 상기 적재 공간을 상기 케이싱으로부터 분리시키는 적어도 하나의 표면을 포함하고, 상기 적어도 하나의 표 면은 상기 적재 공간이 상기 케이싱의 상기 냉각 영역과 열적으로 소통하도록 하는 열적 전도체이며, 상기 상부 공간 내에 배치되는 냉각 수단을 포함하되, 사용 중에 상기 냉각 수단은 최대 밀도가 얻어지는 온도로 상기 상부 공간 내의 물을 냉각시키도록 구성되고, 상기 물은 상기 상부 공간에서 상기 냉각 영역으로 가라 앉아 상기 적재 공간을 냉각시키는 냉장고에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 공개특허공보 제10-2015-0134326호(2015. 12. 01. 공개)에는, 물품이 온도 제어되게 저장되도록 놓일 수 있는 적어도 하나의 용기; 유체가 수용되며, 상기 적어도 하나의 용기와 열적으로 연통하는 냉각영역을 갖추고, 사용시에 상기 적어도 하 나의 용기보다 높으면서 유체를 수용하는 상부공간을 포함한 저장통; 및 상기 상부공간 내의 유체를 냉각하는 냉각수단 을 포함하고, 상기 또는 각각의 용기는, 상기 저장통의 벽에 배치된 구멍으로 형성된 개구부를 갖추고 상기 냉각영역을 향해 안쪽으로 연장하여 잠기게 되는 튜브 또는 파우치를 포함하는 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 등록특허공보 제10-2338952호(2021. 12. 08. 등록)에는, 하부 벽(bottom wall)과, 상기 하부 벽에서 상측 방향으로 연장되는 복수의 측벽(side wall)이 일체로 형성되어 내부 공간을 정의하고, 발포 폴리프로필렌으로 형성된 바디부; 상기 하부 벽의 외면과, 상기 복수의 측벽의 외면 상에 배치된 바디 단열재; 상기 바디 단열재의 외면 또는 내면 상에 배치된 추가 단열재; 상기 바디 단열재 및 상기 추가 단열재 외측에 배치된 외부 박스; 상기 바디부의 상부를 덮는 커버부; 및 냉매를 포함하고, 상기 바디 단열재는 복수의 판상형 진공단열재로 형성되고, 상기 추가 단열재는 입체 구조를 갖도록 접혀진 단 일의 입체구조형 진공단열재로 형성되고, 상기 바디부를 기준으로 상기 바디 단열재와 상기 냉매가 분리되는, 콜드체인용 의약품 운송 용기에 관한 기술이 개시되어 있다.
백신은 유해하고 전염력이 강한 병원체 및 바이러스를 처리하여 기능을 약하게 만들어 인체에 주입함으로써, 병원체 및 바이러스로 인해 야기되는 질병에 대한 인체의 면역체계를 확보 할 수 있는 물질 또는 의약품으로, 백신으로 매년 300만 명 이상의 생명이 병원체에 의한 사망으로부터 보호되고 있다.
백신의 효과와 면역원성은, 온도 변화에 매우 민감하기 때문에 세계보건기구(WHO)는 경구용 소아마비 백신을 제외한 모든 백신을 2℃ 내지 8℃의 온도에서 백신을 보존할 것을 권장하므로, 백신은 급속 냉동팩이 들어있는 단열된 아이스박스에 이용하여 유통된 후 냉장 보존된다. 그렇지만, 유통 과정과 냉장 보존 중, 불균일한 온도 차이로 인한 동결로 인해 백신의 효과 및 면역원성이 급격히 저하된다.
특히 알루미늄 면역증강제(aluminium adjuvants)가 포함된 diphtheria, teta-nus, pertussis, liquid Haemophilus influenzae type b (Hib), Hepatitis B 백신 등은, 동결로 인하여 면역 증강제가 서로 달라붙어 군집을 이루어, 백신의 면역학적 특성이 소멸된다.
WHO는 백신 동결 예방 방법 가이드라인을 배포하고, 항온 모니터링, 고정밀 냉장고 등을 사용할 것을 권장하고 있지만, 경제적인 측면에서 매우 비효율적이다.
최근 국내에서도 COVID-19 백신의 유통 과정 중, 유통 온도를 일정하게 유지 못하여 폐기되는 사례가 보도되었고, 개발 도상국에서는 백신의 유통 과정 및 보존 과정 중 동결로 인해 35.3% 및 21.9%의 백신이 폐기되었다.
SARS-CoV-2와 같은 백신은, 드라이아이스가 포함된 정온(또는 보온) 컨테이너를 통해 배송되고, 극 저온상태(-60℃ 내지 -90℃)에서 2주 동안 보존된 후, 2 내지 8℃에서 최대 31일까지 보존이 가능하다. 이러한 과정은 매우 복잡하며 해동 과정 중, 백신의 면역학적 특성이 매우 저하된다. 또한 불안정한 유통 환경으로 인해 폐기되는 백신의 양이 50%인 것으로 보고되고 있다.
본 발명의 목적은, 백신을 영하의 온도에서 -5℃ 내지 -20℃의 과냉각 상태로 보존하여, 백신의 유통 및 보존 과정 중 동결 및 해동으로 인해 야기되는 백신의 면역학적 특성 저하 방지를 위한, 백신의 과냉각 보존 기술을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하고자 하는 것으로, [1] 백신이 수용되는 백신 수용체(100)를 보존하는 과냉각 보존고(200)와, 상기 과냉각 보존고(200)에 수용되는 백신 수용체(100)를 -5℃ 내지 -20℃로 유지시는 전원장치(300)로 이루어지는, 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 과냉각 보존고(200)는, 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210)과, 상기 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210) 사이에 설치되는 과냉각 챔버(220)와, 상기 과냉각 챔버(220)에 상기 백신 수용체(100)를 보존하는 것을 특징으로 하는, 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [3] 상기 [2]에 있어서, 상기 백신 수용체(100)는, 백신 수용체 홀더(110)에 수용된 상태에서 상기 과냉각 챔버(220)에 보존되며, 상기 과냉각 챔버(220)는, 상기 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210) 사이에 설치되는 단열재 프레임으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [4] 상기 [1]에 있어서, 상기 전원장치(300)에서 공급되는 자기장 및 자기장 주파수는, 자기장의 세기를 5mT 내지 200mT로 하고, 자기장 생성 주파수를 5Hz 이상 200Hz 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는, 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 있어서, 상기 과냉각 보존고(200)는, 냉장고 또는 냉동고에 설치되는 것을 특징으로 하는, 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보종 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 것으로, 동결에 민감한 백신을 영하의 온도(-5℃ 내지 -20℃)에서, 백신 내 얼음 결정 생성이 없이, 백신의 면역학적 특성을 유지하게 된다.
또한, 본 발명은 상기 솔레노이드 코일 모듈(전자석) 및 과냉각 챔버로 이루어지는 과냉각 보존고, 전원장치를 기존의 상용화된 백신 냉장고 및 냉동고에 쉽게 설치가 가능하여, 백신의 과냉각 보존 응용 범위를 확장할 수 있다.
또한, SARS-CoV-2백신과 같은 복잡한 유통 환경(정온 운송, 초저온 보존) 및 해동 후 냉장 보존이 필수적인 백신을 복잡한 과정 없이 과냉각 보존 장치를 이용하여 백신의 면역학적 특성을 유지 하면서 장기 보존(2주 이상)할 수 있다.
도 1은 본 발명의 과냉각 보존 장치의 일 실시예 개념도
도 2는 본 발명의 과냉각 보존 장치의 다른 실시예 개념도
도 3은 본 발명에 따른 과냉각 보존 및 냉동 보존된 백신의 온도 프로파일
도 4는 상이한 조건에서 보존된 백신의 외형 사진
도 5는 상이한 조건에서 보존된 백신의 현미경 사진
도 6은 본 발명의 -14℃에서 7일간 과냉각 보존된 백신의 온도 프로파일
도 7은 본 발명의 70시간 동안 동결 보존된 물의 온도 프로파일 및 70시간 동안 과냉각 보존된 주사기 백신의 주사시 최저온도를 나타내는 사진
도 2는 본 발명의 과냉각 보존 장치의 다른 실시예 개념도
도 3은 본 발명에 따른 과냉각 보존 및 냉동 보존된 백신의 온도 프로파일
도 4는 상이한 조건에서 보존된 백신의 외형 사진
도 5는 상이한 조건에서 보존된 백신의 현미경 사진
도 6은 본 발명의 -14℃에서 7일간 과냉각 보존된 백신의 온도 프로파일
도 7은 본 발명의 70시간 동안 동결 보존된 물의 온도 프로파일 및 70시간 동안 과냉각 보존된 주사기 백신의 주사시 최저온도를 나타내는 사진
본 발명은, 백신이 수용되는 백신 수용체(100)와, 상기 백신 수용체(100)를 과냉각 상태로 보존하는 과냉각 보존고(200)와, 상기 과냉각 보존고(200)에 수용되는 백신 수용체(100)를 -5℃ 내지 -20℃로 유지시키는 전원장치(300)로 이루어지는 것으로, 아래에서는 도면을 살펴보면서 각각의 구성들에 대해서 구체적으로 설명한다.
본 발명의 백신 수용체(100)는, 백신을 수용하는 통 형상의 수용체일 수 있다. 상기 백신 수용체(100)는, 도 1 및 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 백신 수용체 홀더(110)에 의해, 안전하게 보관 유지 가능하게 하는 것이 바람직하다
또한 상기 백신 수용체(100)는, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 통상의 백신 Vial 형태일 수도 있으며, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 백신을 수용한 백신 주사기 형태일 수도 있는 것으로, 그 형상을 특정하는 것은 아니다.
또한, 상기 백신 vial 또는 백신 주사기는, 한 개만으로 이루어질 수도 있으나, 다수 개로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 하나의 백신 수용체 홀더(110)에 상기 다수 개의 백신 vial 또는 다수 개의 백신 주사기가 흔들리지 않도록 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 과냉각 보존고(200)는, 도 1 및 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210)과, 상기 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210) 사이에 설치되는 과냉각 챔버(220)로 이루어진다.
이때, 상기 솔레노이드 코일 모듈(210)는, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 상기 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210) 외부로 솔레노이드 코일(210)을 일체화하는 전자석 프레임(211)으로 고정시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 과냉각 챔버(220)는, 상기 백신 수용체(100)를 보존하는 것으로, 상기 백신 수용체(100)를 보관할 수도 있으며, 도 1 및 2에 나타나 있는 것과 같이, 백신 수용체 홀더(110)에 백신 수용체(100)를 보관한 상태에서, 백신 수용체 홀더(110)를 보관할 수 도 있다.
이때, 상기 과냉각 챔버(220)는, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 상기 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210) 사이에 설치되는 단열재 프레임(221)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 과냉각 보존고(200)는, 아래에서 설명하는 전원 장치(300)에 의하여 내부 공간 온도를 -5℃ 내지 -20℃로 유지하게 된다.
나아가, 상기 과냉각 보존고(200)는 일반적으로 사용되고 있는 냉동고 또는 냉장고에 설치할 수도 있다.
본 발명의 전원 장치(300)는, 상기 과냉각 보존고(200)와 별도로 설치되어, 과냉각 보존고(200)의 솔레노이드 코일 모듈(210)에 전원을 공급하게 된다.
도 2에 나타나 있는 것과 같이, 상기 전원 장치(300)는, 제어 PC와 같은 별도의 제어부(400)에 의하여 제어될 수 있다.
또한 상기 전원 장치(300)는, 안정적인 자기장 발생을 위해서 교류 정현파가 아닌 교류 펄스파로 주파수(최대 20 kHz), 충격 계수(percent duty cycle, 20% 내지 80%), 전압(최대 300V, 전류 125Vdptj 최대 32A)의 변환 공급이 가능한 전원 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 일정한 자기장에서 백신 내 얼음 결정 생성을 방지하기 위해서, 자기장의 크기를 주기적으로 변환할 수 있는 주파수, 충격 계수, 전압 변환 프로그램을 이용하여, 제어부(400, PC 등)를 통해 전원 장치(300)를 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 3은, 도 1의 과냉각 보존고(200)를 이용하여 과냉각 보존된 1 mL의 파상풍 변독소(tetanus toxoid, TT) 백신의 온도 프로파일을 나타낸 것이다.
상기 TT 백신은 aluminium adjuvants(면역증강제) 기반이며, 동결에 매우 민감한 백신으로 일반적으로 냉장 보존되고 있다.
과냉각 온도 프로파일과 냉동 보존 온도 비교를 위하여, TT 백신을 -14℃에서 냉동 보존하였다.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 과냉각 보존고(200)를 이용하여 과냉각 보존된 백신은, 약 -14℃의 온도에서 동결 없이 24 시간 이상 과냉각 보존되었으며, 비교예 발명인 -14℃에서 냉동 보존된 TT 백신은 약 보존 3시간 이후 동결이 시작되었다.
상기 과냉각 보존고(200)에의 전원 공급에 따른 자기장의 세기는 50 mT(60 V, 1 Hz) 이었다.
도 4는, 8개 TT 백신 중 각각 2개씩 24시간 동안 -20℃로 냉동 보존(a), -14℃로 냉동 보존(b), 7℃로 냉장 보존(c), -14℃로 과냉각 보존(d)한 후에 3분간 강하게 흔든 뒤 안정된 상태에서 찍은 백신의 외형 사진이다.
상기 비교예 발명(a), (b)에서는, 3분간의 요동을 통하여 -20℃ 및 -14℃에서 냉동 보존된 백신을 빠르게 해동하였으며, 안정된 상태에서 상층액과 응집된 aluminum adjuvants(면역증강제) 사이의 경계층이 확실하게 나타난 것을 알 수 있다.
또한, 상기 비교예 발명(a), (b)의 -20℃ 및 -14℃에서 냉동 보존된 백신들은, 동결 과정 중 형성된 얼음 결정이 aluminum 입자 간의 강한 인력을 발생시켜 입자 간의 응고 및 응집을 유발하여 백신 내 aluminium adjuvants(면역증강제)가 백신 vial 아래에 침전된 것을 알 수 있다.
도 5는, 상기 도 4의 각각의 비교예 발명{(a), (b), (c)} 및 본 발명 (d)의 상태를 나타낸 것으로, 보존한 후 촬영한 백신 내부의 현미경 사진이다.
도 5에서 알 수 있는 것과 같이, 비교예 발명(a), (b)의 -20℃ 및 -140℃에서 냉동 보존된 백신 내부에서는 aluminium adjuvants(면역증강제) 응집을 분명하게 확인할 수 있었다.
그렇지만, 본 발명 (d)의 -14℃에서 과냉각 보존된 백신의 외형 및 현미경 사진은, 비교예 발명(c)의 7℃ 냉장 보존한 백신의 외형 및 현미경 사진과 비교해 볼 때 유의미한 차이가 나타나지 않는 것을 알 수 있다.
이는 과냉각 보존 과정 중 백신 내 얼음 결정 형성을 방지하여, 백신 내 aluminium 입자들의 응고 및 응집을 초래하지 않는 것을 나타내는 것이다.
도 6은, 7일 동안 과냉각된 백신의 온도 프로파일을 나타내는 것으로, 과냉각 과정 중 동결 과정없이 백신은 안정되게 과냉각 보존되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 전원 장치(300)에서 공급되는 자기장의 세기는, 5mT 내지 20mTdml 범위로 하는 것이 바람직하다.
5mT 미만의 너무 약한 자기장은, 백신의 과냉각에 영향을 주지 못하며, 200mT를 초과하는 너무 강한 자기장은, 백신을 가열시킬 우려가 있다. 또한 주사기 형태의 백신의 과냉각 보존 시 강한 자기장을 인가하게 되면 주사 바늘에 유도가열(induction)을 유발시킬 수 있다.
상기와 같이 백신의 적정 영하 보관 온도에 대하여 5 mT 내지 200 mT 범위에서 일정 세기의 자기장을 가했을 때, 최적의 과냉각 효과를 달성할 수 있다. 이때 물질의 종류, 용량 및 냉각 온도 등에 따라 최적의 자기장의 세기는 다르며, 5mT 내지 200 mT 범위에서 모든 액체의 과냉각 보존이 가능아다.
또한, 본 발명의 전원 장치(300)에서 공급되는 자기장의 생성 주파수는, 5Hz 내지 200Hz 범위로 하는 것이 바람직하다.
200Hz를 초과하는 높은 주파수는, 과냉각에 요구되는 방향이 주기마다 반전되는 진동 자기장을 생성하지 못하며, 한 방향으로 흐르는 자기장을 생성하게 된다. 또한 주파수가 높아질수록 같은 공급 전압 대비 전자석에 흐르는 전류가 낮아져 같은 자기장 강도를 발생시키기 위하여 고 전압이 요구되기 때문에 고 주파수는 과냉각 시스템에서 사용하기 곤란하다. 또한, 전자석 특성상 높은 주파수일 경우 강한 임피던스가 발생되므로 일정 전류를 전자석에 공급할 수 없다.
최소 주파수는 1Hz부터 사용이 가능하나, 5Hz 미만의 주파수는 전자석에 저전압 고전류가 흐르기 때문에 장비에 과부하가 걸릴 우려가 있으므로, 5 Hz 이상으로 하는 것이 바람직하다.
도 7에서 나타내는 것과 같이, 70시간 동안 동결 보존된 물의 평균 동결 온도는 -8℃이었다(도 8. (a)). 70시간 이후 주사기 백신의 과냉각 보존을 확인하기 위하여 온도 센서가 설치된 페트리디쉬에 주사기 백신을 주사한 후 측정된 최저 온도는 -4.9℃이었다(도 8. (b)).
과냉각 온도를 확인하는 과정 중 발생할 수 있는 열 전달을 감안하여 볼 때, 주사기내 백신은 -5℃ 이하에서 과냉각 보존되었다고 판단 할 수 있다.
또한 과냉각 보존된 백신은, 주사하는 과정 중 발생하는 높은 압력 또는 충격에 영향을 받지 않고, 과냉각 온도를 유지하는 액체 상태로 주사될 수 있다.
과냉각 처리된 액체는 충격에 매우 약한 문제점을 갖고 있으나, 본 발명의 과냉각 보존 장치를 이용하여 보존된 과냉각 백신은, 주사시 압력 또는 충격에 의한 백신의 동결이 발생하지 않았으며 충격에 매우 안정적이다.
도 7은, 도 2의 과냉각 보존고를 이용하여 밀봉 포장된 주사기 형태의 B형간염 백신을 과냉각 보존한 상태에서의 시간에 따른 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
상기 밀봉 포장된 주사기 형태의 B형간염 백신은 -15℃로 설정된 냉동고에 4개의 주사기 백신을 전자석 사이에 놓은 후, 15 mT(10 Hz, 20 V)의 자기장을 인가하고, 70 시간 동안 과냉각 보존하였다.
상기 백신 주사기 내부에 온도 센서 설치가 불가능하므로, 비교군으로 10 mL의 물이 담긴 시약병에 온도 센서를 설치하여 전자석 사이의 가장 끝단에 놓은 후 70 시간 동안의 물의 동결 과정을 관찰하였다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 백신 수용체
110 : 백신 수용체 홀더
200 : 과냉각 보존고
210 : 솔레노이드 코일 모듈
211 : 전자석 프레임
220 : 과냉각 챔버
221: 단열재 프레임
300 : 전원 장치
400 : 제어부
110 : 백신 수용체 홀더
200 : 과냉각 보존고
210 : 솔레노이드 코일 모듈
211 : 전자석 프레임
220 : 과냉각 챔버
221: 단열재 프레임
300 : 전원 장치
400 : 제어부
Claims (5)
- 백신이 수용되는 백신 수용체(100)와,
상기 백신 수용체(100)를 과냉각 상태로 보존하는 과냉각 보존고(200)와,
상기 과냉각 보존고(200)에 수용되는 백신 수용체(100)를 -5℃ 내지 -20℃로 유지시키는 전원장치(300)로 이루어지는,
백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 과냉각 보존고(200)는,
한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210)과,
상기 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210) 사이에 설치되는 과냉각 챔버(220)로 이루어지며,
상기 과냉각 챔버(220)에 상기 백신 수용체(100)를 보존하는 것을 특징으로 하는,
백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 백신 수용체(100)는,
백신 수용체 홀더(110)에 수용된 상태에서 상기 과냉각 챔버(220)에 보존되며,
상기 과냉각 챔버(220)는,
상기 한 쌍의 솔레노이드 코일 모듈(210) 사이에 설치되는 단열재 프레임(221)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전원장치(300)에서 공급되는 자기장은, 자기장의 세기를 5mT 내지 200mT로 하고,
자기장 생성 주파수는, 5Hz 이상 200Hz 이하로 제어되는 것을 특징으로 하는,
백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 과냉각 보존고(200)는,
냉장고 또는 냉동고에 설치되는 것을 특징으로 하는,
백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보종 장치.
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| KR1020220124891A KR20240045503A (ko) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치 |
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| KR1020220124891A KR20240045503A (ko) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 백신의 동결 손상 방지를 위한 과냉각 보존 장치 |
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| KR (1) | KR20240045503A (ko) |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR100215017B1 (ko) | 1991-05-03 | 1999-08-16 | 모리스, 죠지, 존 | 액체의 응고 조절방법 및 장치 |
| KR20150134326A (ko) | 2013-01-28 | 2015-12-01 | 더 슈어 칠 컴퍼니 리미티드 | 냉장장치 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100215017B1 (ko) | 1991-05-03 | 1999-08-16 | 모리스, 죠지, 존 | 액체의 응고 조절방법 및 장치 |
| KR101807171B1 (ko) | 2009-07-15 | 2017-12-08 | 트루 에너지 리미티드 | 냉장 장치 |
| KR20150134326A (ko) | 2013-01-28 | 2015-12-01 | 더 슈어 칠 컴퍼니 리미티드 | 냉장장치 |
| KR102338952B1 (ko) | 2021-01-18 | 2021-12-15 | 주식회사 에스랩아시아 | 콜드체인용 의약품 운송 용기 |
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