WO2012115334A1 - 세포 배양용 지지체 성형장치 - Google Patents

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WO2012115334A1
WO2012115334A1 PCT/KR2011/009309 KR2011009309W WO2012115334A1 WO 2012115334 A1 WO2012115334 A1 WO 2012115334A1 KR 2011009309 W KR2011009309 W KR 2011009309W WO 2012115334 A1 WO2012115334 A1 WO 2012115334A1
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WO
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support
dispenser
cell culture
syringe
worktable
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/009309
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English (en)
French (fr)
Inventor
홍국선
강명희
Original Assignee
Hong Kook-Sun
Kang Myung-Hee
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Publication date
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Priority claimed from KR1020110016700A external-priority patent/KR101118107B1/ko
Priority claimed from KR1020110102216A external-priority patent/KR101215843B1/ko
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/14—Scaffolds; Matrices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for molding a cell culture support, and more particularly, a raw material made of biodegradable solids soluble in water is introduced into a syringe and heated to form a raw material melt, which is then used by pneumatic or motor.
  • the present invention relates to a cell culture support molding apparatus for pushing out by extrusion to form a support.
  • transplantation of cultured epithelial (epidermal) cell sheets has been attempted in the skin collection section where treatment for birthmarks, ulcers, lacerations, tattoos and the like is performed.
  • cultured cell sheets In the case of oral mucosa, transplantation of cultured cell sheets using oral mucosal epithelial cells has been attempted for the treatment of wounds and defects of gums and mucosal tissues caused by oral diseases such as periodontal disease and malignant tumors.
  • These cultured cell sheets are prepared using tissue engineering techniques and cultured in a culture flask so that epithelial (epidermal) cells have a thin sheet-like structure with 5 to 10 layers of layers, which are then separated from the culture flasks for transplantation. Is being provided.
  • tissue regeneration scaffolds must have a physiological activity that is physically stable at the implant site and can control regenerative efficacy.
  • the degradation product after the formation of new tissue, it must be degraded in vivo, and the degradation product must not be toxic.
  • the scaffold for tissue regeneration is conventionally made of a cell culture scaffold of a sponge type, matrix-type nanofiber or gel type using a polymer having a constant strength and shape, and the cell culture scaffold has a three-dimensional shape having a specific depth or height. Plays an important role in creating an organization.
  • the scaffold used for tissue regeneration is implanted into skin or artificial organs to form a cell proliferation structure.
  • a method for manufacturing the tissue a method of preparing a nanofiber yarn using an electrospinning device has been proposed.
  • the tissue regeneration produced by using the tissue regeneration apparatus has a problem in that the processing process is low and the growth space necessary for cell proliferation is insufficient.
  • the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a molding apparatus for a cell culture support for stably shaping the support for human skin replacement or cell culture from which lipids have been removed.
  • Another object of the present invention is to provide a molding apparatus which is not only capable of accurately molding a small cell culture support, but also easy to use and high in productivity.
  • the object of the present invention can be achieved by a support molding apparatus for cell culture.
  • the apparatus body consisting of a horizontal portion and a vertical portion;
  • a worktable which is attached to a horizontal portion of the apparatus main body and is formed with a support for cell culture;
  • a dispenser mechanism disposed on an upper portion of the work table and attached to a vertical portion of the apparatus main body, the dispenser mechanism including one or more dispensers;
  • a conveying means for moving the workbench with respect to the dispenser mechanism or the workbench with respect to the workbench, wherein the dispenser is mounted on top of the syringe to inject solid material into the upper part and supplies air to the center.
  • a syringe lid to which a control tube is connected, a nozzle coupled to a lower portion of the syringe, and a heating portion into which the syringe is inserted and which melts the solid material in the syringe by heating the syringe, wherein the dispenser mechanism or the With the movement of the work table, the raw material introduced into the dispenser device is melted and discharged to form a cell culture support.
  • the conveying means is configured to move the worktable or the dispenser mechanism such that the worktable and the dispenser mechanism move relative to each other in the X-Y-Z axis direction.
  • the transfer means for moving the dispenser mechanism in the X-axis direction, so that the molding of the support is stable; It may include a second drive for moving the worktable in the Y-axis direction.
  • the transfer means further comprises a third drive unit for moving the dispenser mechanism in the Z-axis direction, wherein the first to third drive unit is connected to the motor, the ball screw connected to the motor and the ball screw It includes a coupling, the working table or the dispenser mechanism is connected to the coupling can move the work table or the dispenser mechanism in accordance with the rotation of the motor.
  • the workbench is equipped with a plate-shaped Peltier element to adjust the solidification rate of the work plate for forming the cell culture support on the top, and the cell culture support formed on the lower portion of the work plate It can be configured to include a solidification regulator.
  • the dispenser mechanism may further include a height adjusting means connected to the dispenser to adjust the Z-axis position of the dispenser before molding.
  • the heating unit includes a hollow portion into which the syringe is inserted, and the heating unit heats the syringe inserted into the heating unit, and the dispenser is connected to the main body through a support, and in the support of the dispenser
  • the support includes a fixing member for fixing the dispenser to prevent shaking.
  • the dispenser mechanism comprises a plurality of dispensers; And a dispenser changer for variably connecting positions of the plurality of dispensers, and further comprising transfer means for moving the dispenser change with respect to the work table or with the work table with respect to the dispenser change.
  • the dispenser changer the support for supporting the plurality of dispensers; A shaft connected to the support; And drive means connected to the shaft, the drive means for changing the arrangement position of each dispenser by rotating the support, wherein the plurality of dispensers in the support may be symmetrically disposed about the shaft.
  • the support may further comprise a plurality of fixing members for fixing each of the dispenser to prevent shaking of the dispenser in the support.
  • the upper portion of the syringe is formed to protrude a coupling protrusion
  • the syringe cap is of the letter 'c' shape corresponding to the coupling protrusion along the edge so as to twist the upper portion of the syringe
  • a fitting groove is formed.
  • the conveying means is configured to move the workbench or the dispenser mechanism such that the workbench and the dispenser changer are relative to each other in the XYZ axis direction, so that the forming of the support is made stable.
  • a first driver for moving the dispenser changer in the X-axis direction may include a second driving unit for moving the worktable in the Y-axis direction and a third driving unit for moving the dispenser change in the Z-axis direction.
  • the dispenser mechanism includes a plurality of dispensers disposed in parallel to each other, the work table is provided in plurality in correspondence with the plurality of dispensers, the work table for each of the corresponding dispenser mechanism, or Transfer means for moving the dispenser mechanism with respect to each of the corresponding working tables; It includes, with the movement of the dispenser mechanism or the workbench, by melting and discharging the raw material introduced into each of the dispenser mechanism can be formed at the same time two or more cell culture support.
  • the conveying means includes a first drive unit for moving the plurality of the workbench together in the X-axis direction so that the molding of the support is made stable; And a second drive unit for moving the first drive unit and the plurality of work bench units together in the Y-axis direction.
  • the transfer means further comprises a third drive unit for moving the plurality of the dispenser mechanism unit together or each of the plurality of dispenser mechanisms individually in the Z-axis direction, the first to the first
  • the driving unit includes a motor, a coupling connected to the motor, and a ball screw connected to the coupling, wherein the work table or the dispenser mechanism is connected to the ball screw, so that the work table or the dispenser mechanism is rotated according to the rotation of the motor. Is moved.
  • it may further include a work table transport means for rotating the work table left and right and tilt back and forth.
  • the worktable transport means a pair of support brackets spaced apart from each other around the worktable;
  • a rotary drive unit coupled to a lower region of the work table to rotate the work table about a vertical axis formed through the work table; It may include a tilting drive coupled to the support bracket in the horizontal direction for tilting the working table and the rotary driving unit back and forth together.
  • the dispenser is a syringe into which the solid fuel is injected, a heating unit provided outside the syringe to heat the solid fuel, and coupled to a lower portion of the syringe to be heated and melted by the heating unit. It further comprises a nozzle for discharging the fuel to the workbench, the nozzle may be formed vertically or bent.
  • control lever is further connected to the lifting lever installed on the lower side of the workbench to be able to adjust the height of the workbench so that the cross section of the liquid binder falling from the discharge nozzle can be a circle can do.
  • a conveying means for moving the workbench with respect to the dispenser mechanism or the dispenser mechanism with respect to the worktable; And a spinning unit disposed on one side or the front of the main body of the apparatus, and spinning the spinning stock solution from the upper part of the work table to the support for cell culture being formed, wherein the spinning unit is provided with a height adjusting device attached to the base frame; It may include a piston control device attached to the upper end of the height adjustment device, and a spinning nozzle device is mounted to the piston capable of forward and backward by the piston control device.
  • the piston control device includes a motor, a ball screw connected to the motor, a coupling connected to the ball screw, and a piston feeder connected to the coupling, the radial nozzle device on the piston feeder Is connected to the piston is moved back and forth in accordance with the rotation of the motor.
  • the present invention through the above configuration, it is possible to provide a support for forming a cell culture support for stably forming a three-dimensional cell culture support and excellent productivity.
  • the present invention is capable of precisely molding the support for cell culture of various sizes, the molding apparatus according to the present invention can be fine-tuned the initial position so that the cross-section of the molten raw material discharged to be circular.
  • FIG. 1 is a perspective view of a support apparatus for forming a cell culture according to the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the support apparatus for forming a cell culture according to the present invention.
  • FIG 3 is a front view of the support apparatus for forming a cell culture according to the present invention.
  • Figure 4 is a bottom view of the support apparatus for forming a cell culture according to the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the dispenser device of the support for forming a cell culture apparatus according to the present invention.
  • Figure 6 is a perspective view of the use of the dispenser device of the cell culture support forming apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a work bench of the support apparatus for forming a cell culture according to the present invention.
  • Figure 8a is a SEM photograph of the edge of the support for cell culture molded by the support for forming a cell culture support according to the present invention.
  • FIG. 8B is a SEM photograph of the central portion of the support for cell culture molded by the support for forming a cell culture support according to the present invention.
  • FIG. 9 to 14 are views of a cell culture support molding apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • 15 and 16 are views of a support apparatus for forming a cell culture according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 to 21 are views of the support for forming a cell culture support apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 and 23 are views of a support apparatus for forming a cell culture according to a fifth embodiment of the present invention.
  • 24 and 25 are diagrams of a support apparatus for forming a cell culture according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cell culture support molding apparatus 100 according to the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the cell culture support molding apparatus 100
  • FIG. 3 is a front view of the cell culture support molding apparatus 100. 4, the bottom view of the support apparatus 100 for cell culture is shown.
  • the molding apparatus 100 of the present invention is attached to the apparatus main body 1 including the horizontal portion 3 and the vertical portion 2, the horizontal portion 3 of the apparatus main body 1, A worktable 10 in which a support for cell culture is molded; A dispenser mechanism (200) disposed above the work table (10), attached to a vertical portion (2) of the apparatus main body (1), and having at least one dispenser (210); And conveying means (30, 40, 50) for moving the work table (10) with respect to the dispenser mechanism (200) or the dispenser device (200) with respect to the work table (10).
  • the device body 1 has a vertical portion 2 connected to the horizontal portion 3, and under the horizontal portion 3, a pedestal 5 is disposed at each corner of the horizontal portion 3. .
  • the pedestal 5 is configured to be adjustable in height, and thus can adjust the horizontal position of the horizontal portion (3).
  • the vertical part 2 is connected to one side of the horizontal part 3, and the first part 30 is disposed on the vertical part 2 to move the dispenser part 200 in the X-axis direction.
  • the 2nd drive part 40 which moves the worktable 10 to a Y-axis direction is arrange
  • a third driving unit 50 for moving the dispenser unit 200 in the Z-axis direction together with the first driving unit 30 is disposed.
  • the first driving unit 30 rotates integrally with the motor 31 (see FIG. 2), the belt 33 connected to the motor 31, the pulley 34 connected to the belt 33, and the pulley 34. And it comprises a ball screw 36 extending in the X-axis direction, the support plate 35 is connected to the ball screw 36, the ball screw 36 is rotated by the rotation of the motor 31 As it is, the support plate 35 is moved in the X-axis direction.
  • the guide portion 32 is formed in the vertical direction of the ball screw 36 for a more stable and reliable movement, the guide portion 32 is formed in a projection shape, the corresponding support plate 35 It is inserted into the groove of the, the support plate 35 can move according to the driving of the motor 31 along the guide portion (32).
  • the second driving unit 40 includes a motor 41 (see FIG. 2), a coupling 47 connecting the motor 41 and the ball screw 46 (see FIG. 3), and a ball screw 46 extending in the Y-axis direction. ).
  • the support plate 45 is connected to the ball screw 46 so that when the ball screw 46 rotates by the rotation of the motor 41, the support plate 45 is moved in the Y-axis direction accordingly. .
  • the second driving unit also has guide parts 42 formed on the left and right sides of the ball screw in parallel with the ball screw 46 so as to stably move the support plate 45. Include.
  • the third drive unit 50 is formed on the support plate 35 of the first drive unit 30, and thus, when the support plate 35 is moved in the X-axis direction by the first drive unit 30.
  • the third driver 50 is moved together.
  • the third driving unit 50 is a motor 51, a belt and pulley (not shown) connected to the motor 51, connected to the pulley rotates integrally with the pulley and extends in the Z-axis direction ball screw ( 56, and the support plate 55 is connected to the ball screw 56. As the ball screw 56 is rotated by the rotation of the motor 51, the support plate 55 is rotated. It is moved in the Z-axis direction.
  • the guide portion 52 is formed in the left and right directions of the ball screw 56 for more stable and reliable movement, the guide portion 52 is formed in a projection shape, the guide portion 52 of the projection shape ) Is inserted into the corresponding groove of the support plate 55, so that the support plate 55 may move along the guide portion 52 as the motor 51 is driven.
  • the pulley and the belt of the third driving unit 50 may be disposed in the case 59 to block the inflow of dust or foreign matter.
  • the dispenser unit 200 moves in the X-axis direction, and the work table 10 moves in the Y-axis direction. That is, when the relative movement of the dispenser unit 200 and the work table 10 occurs, the first drive unit 30, which is an X-axis drive unit, is the second drive unit that is a Y-axis drive unit, in the dispenser unit 200. 40 is connected to the work table 10.
  • the support apparatus for cell culture support molding 100 of the present invention can form an accurate support without shaking in forming the support.
  • the dispenser mechanism 200 of the present invention is mounted on the support plate 55 of the third drive unit 50.
  • the dispenser mechanism 200 is connected to the dispenser 210, the support 213 supporting the dispenser 210, and the support 213, and a micrometer as a height adjusting means for finely adjusting the height of the dispenser 210. 217 and a connecting plate 219 connecting the micrometer 217 and the support plate 55.
  • the support 213 supports the heating unit 212 of the dispenser 210, and a fixing member 214 is disposed to fix the position of the heating unit 212.
  • the fixing member 214 may be composed of a bolt, it is fixed in place by pressing the heating unit 212.
  • a syringe 211 is inserted into the heating unit 212 of the dispenser 210, and a syringe cap 216 is disposed at an upper portion of the syringe 211, and a nozzle 218 is disposed at a lower portion of the syringe 211. ) Is mounted. This will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the dispenser mechanism 200 of the support apparatus 100 for forming a cell culture according to the present invention
  • FIG. 6 shows a dispenser mechanism of the support forming apparatus 100 for a cell culture according to the present invention. A use perspective view of 200 is shown.
  • the heating unit 212 is mounted to the support 213, and the heating unit 212 is fixed by the fixing member 214 of the support 213.
  • the heating unit 212 has a hollow 212a (see FIG. 2) formed therein, and the syringe 211 is inserted into the hollow 212a.
  • the nozzle 218 is connected to the lower end 211c of the syringe 211.
  • the syringe 211 is composed of a syringe body 211a, an upper portion 211b, and a lower portion 211c, and the upper portion 211b has a certain size fitting protrusion formed at an edge thereof, and in the case of the lower portion 211c.
  • a hole communicating with the main body 211a is formed in the nozzle.
  • a nozzle 218 is connected to the hole, and the molten raw material inside the syringe is discharged to the nozzle.
  • the syringe cap 216 is a mounting portion 216a to which the syringe 211 is mounted, a fitting groove 216b formed in the mounting portion 216a, and the air supply control tube 215 is coupled to the connection. It consists of a through hole 216c.
  • the fitting protrusion of the upper cylinder portion 211b of the cylinder lid 216 is torsionally fitted to the fitting groove 216b, and accordingly, the syringe 211 is demounted without torsion with respect to the syringe lid 216. It doesn't work.
  • the air supply control tube 215 receives compressed air from a compressed air supply unit (not shown) and supplies the compressed air to the inside of the syringe 211 through the connection hole 216c of the syringe lid 216, thereby providing a syringe 211. )
  • the molten raw material inside is pushed through the nozzle 218.
  • the nozzle 218 may have a diameter of about 0.05 ⁇ 0.5 mm.
  • the heating unit 212 includes a hollow portion 212a and a heater 212b which is embedded and wound around the hollow portion 212a.
  • the heater 212b is connected to a power source not shown by a hot wire to heat the syringe 211 inserted into the heating unit 212 to melt the internal raw material.
  • FIG. 6 is an operational state diagram of the dispenser according to the present invention.
  • the syringe cap 216 is removed from the syringe 211, and the solid raw material M is introduced into the syringe 211.
  • the solid raw material M introduced into the syringe 211 is heated and melted by the heater 212b of the heating unit 212, and is supplied from the air supply control tube 215 mounted on the syringe cap 216. Compressed air is discharged to the nozzle 218.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the work table 10 of the support apparatus 100 for cell culture of the present invention.
  • the worktable 10 of the support apparatus for forming a cell culture 100 has a working plate 11 on which a support for cell culture is molded at an upper end thereof, and a solidification regulator positioned below the working plate 11. 20 is formed.
  • the solidification controller 20 is a thin plate-shaped Peltier element 21 in direct contact with the lower surface of the working plate 11, a heat sink 22 located on the lower surface of the Peltier element, and the heat sink Cooling fan 23 located on the lower surface of the cooling fan, a fixed plate 24 located on the lower surface of the cooling fan, and a first side wall support 25 coupled to one side and the other side in the longitudinal direction of the heat sink and the fixed plate. And a second sidewall support 26.
  • the plate-shaped Peltier element 21 is a device whose upper and lower surfaces respectively function as heat generation and endotherm, and when a voltage is applied, the endothermic section absorbs surrounding heat to cool below room temperature, while the endothermic section is endothermic. It is heated to high temperature by dissipating heat from the absorbed heat and the lost electrical energy in the cross section.
  • the heat absorbing end face and the heat generating end face are remarkablyd to high temperature.
  • the heat of the Peltier element is located on the bottom surface of the Peltier element.
  • the solidification regulator 20 on the work table 10 as described above, the molten raw material discharged from the dispenser 210 on the upper surface of the working plate 11 is solidified at an appropriate speed to form a filament and culture the cells. It is possible to achieve the structure of the support for.
  • the plate for forming the support is set on the upper support plate 11 of the work bench 10 of the support for forming the cell culture apparatus 100.
  • the solid raw material M is introduced into the syringe.
  • the biodegradable material is preferable as the solid raw material (M).
  • the syringe lid 216 is mounted on the syringe 211 again, and the syringe 211 is inserted into the heating unit 212.
  • the heating unit 212 may be provided with an additional fixing member (not shown in the figure), which may prevent the movement of the syringe 211.
  • the height is adjusted so that the cross section of the molten raw material falling from the nozzle 218 can be a circle.
  • the height is adjusted by using the micrometer 217 as the height adjusting means mounted on the dispenser mechanism 200, so that precise adjustment is possible.
  • the compressed air is supplied from the air supply control tube 215 to the syringe 211, whereby the molten raw material is discharged from the nozzle 218.
  • the first drive unit 30 and the second drive unit 40 are moved in a predetermined pattern, whereby the molten raw material is molded into filaments constituting the support. That is, the molten raw material is solidified again by discharging the molten raw material, thereby maintaining the shape in which the support is molded.
  • the vacuum is induced, that is, the negative pressure is reliably melted.
  • the discharge of the raw material can be prevented, and the support can be stably formed by applying negative pressure in this way.
  • the support is preferably formed in a lattice shape crossing each layer, but it is also possible to form a support of various structures by the combined movement of the first to third driving units 30, 40, and 50.
  • FIG. 8 shows an SEM image of a support molded according to the present invention.
  • the support layer is composed of filaments formed in parallel at regular intervals in the X-axis direction
  • the two layers are composed of filaments formed in parallel at regular intervals in the Y-axis direction
  • the third layer is X It is composed of filaments formed in parallel at regular intervals in the axial direction and stacked in multiple layers to form a three-dimensional grating body as a whole (see FIG. 8B).
  • each layer is arranged in parallel at regular intervals to form a lattice, the edge portion of each layer can be configured to be connected to each other or to be disconnected from each other, but in order to maintain the rigidity of the support It is preferable to configure these to be connected to each other (see Fig. 8A).
  • FIG. 9 to 14 are views showing the configuration of the support apparatus for forming a cell culture support 100a according to a second embodiment of the present invention.
  • Cell support substrate forming apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention described above was provided with one work table 10 and one dispenser device 200 each.
  • the support apparatus 100a for cell culture according to the second embodiment of the present invention has a dispenser changer 300 having a plurality of dispensers 310, 320, 330.
  • the dispenser changer 300 of the present invention is mounted on the support plate 55 of the third drive unit 50.
  • three dispensers 310, 320, and 330 are formed in a triangular arrangement.
  • the dispenser mechanism 300 rotates through a plurality of dispensers 310, 320, 330, and a support 313, a rotating plate 316, and a support 313 that support the plurality of dispensers 310, 320, 330.
  • the rotary shaft 352 is connected to the plate 316 and the driving unit 350 is connected to the end of the rotary shaft 352.
  • the driving unit 350 may be a motor, and the driving unit 350 is fixed to the driving unit bracket 355.
  • the driving bracket 355 is connected to the micrometer 317, and thus, by operating the micrometer 317, the height of the dispenser 310, 320, 330 can be adjusted. A portion of the micrometer 317 that is not connected to the driving bracket 355 is mounted to the support plate 55.
  • the support 313 supports the heating units 312, 322, 332 of the dispenser 310, 320, 330, and fixes the positions of the heating units 312, respectively.
  • a plurality of fixing member 314 is arranged to be.
  • the fixing member 314 may be composed of a bolt, it is fixed in place by pressing the heating unit (312, 322, 332).
  • the syringe 311 is inserted into the heating parts 312, 322, and 332 of the dispensers 310, 320, and 330, and the air supply control pipes 315, respectively, are disposed on the syringes 311, 321, and 331.
  • the syringe caps 319, 329, and 339 into which the 325 and 335 are inserted are torsionally coupled, and nozzles 318, 328, and 338 are mounted to the lower portions of the syringes 311, 321, and 331, respectively.
  • the size of the nozzle is preferably 0.05 to 0.4 mm, because the diameter of the extruded filament can be finely adjusted to 0.05 to 0.4 mm.
  • the driving unit 350 is fixed to the driving unit bracket 355, and the shaft of the driving unit 350 is connected to the coupling 351 to pass through the hole 355a of the driving unit bracket 355 to the rotating shaft 352. do.
  • the driving unit bracket 355 is formed in a substantially '-' shape, the driving unit 350 is connected to the upper side, and the micrometer 317 is connected to the side.
  • the rotating shaft 352 is provided with a protrusion 352a for supporting the dispenser 310, 320, 330 in the middle of the shaft, and the support 313 and the rotating plate 316 are supported by the protrusion 352a.
  • a lattice-like support having a complex function may be formed using different support materials for each layer, and one of the plurality of dispensers may be used as a support material.
  • cells to be cultured may be introduced into a liquid state, and then a support may be formed first, and then cells may be directly injected as necessary to form a cell-support complex.
  • each dispenser 310, 320, 330 has a heating part, but depending on the type of raw material added to each dispenser, only some of the dispensers operate the heating part and the other dispensers do not operate the heating part. It is also possible to use in a state.
  • the syringes 311, 321, and 331 include a syringe body 311a, 321a, and 331a, an upper portion 311b, 321b, and 331b, and a lower portion 311c, 321c, and 331c.
  • the lower parts 311c, 321c, and 331c holes communicating with the main bodies 311a, 321a, and 331a are formed, and nozzles 318, 328, and 338 are coupled to the holes to melt the inside of the syringe.
  • the raw material is discharged by air pressure to the nozzle.
  • the upper portion of the syringe (311b, 321b, 331b) is formed with a coupling protrusion of a certain size at the edge, the "c" shaped grooves formed on the edge of the syringe cap (319, 329, 339) (319a,
  • the syringe caps 319, 329 and 339 into which the air supply control tubes 315, 325 and 335 are inserted into the syringes 311, 321 and 331 are mounted by torsional coupling. do.
  • the syringe caps 319, 329, and 339 correspond to the air supply control pipes 315, 325, and 335 connected to the compressed air supply unit (not shown) and the engaging protrusions formed on the upper portions 311a, 321a, and 331a of the syringe. It consists of coupling grooves (319a, 329a, 339a) formed on the edge to be torsionally coupled.
  • the coupling protrusions formed by protruding the upper portions 311b, 321b, and 331b of the syringe into the coupling grooves 319a, 329a, and 339a are torsionally sealed, and accordingly, the syringe caps 319, 329, and 339 are sealed.
  • the edges 311, 321, and 331 are not detached without torsion.
  • the air supply control pipes 315, 325, and 335 supply compressed air into the syringes 311, 321, and 331, and nozzles 318 to support raw materials that are melted by a heating unit and changed into liquid phase inside the syringes. 328, 338) and extrude out of the form of filaments.
  • the heating unit 312, 322, 332 is composed of a hollow portion (312a, 322a, 332a) and the heater (312b, 322b, 332b) is embedded and wound around the hollow portion.
  • the heater is connected to a power source not shown by a hot wire to heat the syringes 311, 321, and 331 inserted into the heating units 312, 322, and 332 from the outside to melt the solid polymer raw material embedded therein. Let's do it.
  • Operation of the cell culture support forming apparatus 100a according to the second embodiment is as follows.
  • mold a support body is set to the upper support plate 11 of the work bench 10 of the support body shaping apparatus 100a for cell culture.
  • solid raw materials or cells are selectively introduced into the syringe for each dispenser.
  • the syringe caps 319, 329, and 339 were again twist-coupled to the syringes 311, 321 and 331, and then Edges 311, 321, and 331 are inserted into the heating units 312, 322, and 332. Additional fixing members may be installed in the heating units 312, 322, and 332, which may prevent the movement of the syringes 311, 321, and 331.
  • the height of the cross section of the molten raw material or cells falling from the nozzle can be a circle Adjust The height can be adjusted very precisely by using the micrometer 317 as the height adjusting means mounted on the dispenser changer 300.
  • the compressed air is supplied into the syringes 311, 321, and 331 through the air supply control pipes 315, 325, and 335, respectively, so that the liquid support material melted from the nozzles 318, 328, and 338 is supplied. Extruded in filament form and discharged. On the other hand, in the case of the dispenser optionally put cells, the cells are extruded and discharged to the support to form a cell-support complex.
  • Figures 15 and 16 are a perspective view and a front view of a cell culture support molding apparatus 100b according to a third embodiment of the present invention.
  • the cell culture support molding apparatus 100 according to the preferred embodiment of the present invention described above has one work table 10 and one dispenser device 200, while the cell culture support cell according to the third embodiment of the present invention is used.
  • the support molding apparatus 100b has a plurality of dispenser mechanisms 210a, 210b and 210c arranged in parallel with each other and a plurality of work benches 10 provided corresponding to the dispenser mechanisms 210a, 210b and 210c.
  • each dispenser mechanism 210a, 210b, 210c is the same as the dispenser mechanism 200 of the above-described preferred embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the support apparatus for forming a cell culture apparatus 100b allows the plurality of work benches 10 to be simultaneously moved simultaneously in the X-axis direction, and the work bench 10 together with the first drive unit 30 in the Y-axis direction. ) Will move simultaneously.
  • the third driving unit 50 may individually drive each of the plurality of dispenser mechanisms 210a, 210b, and 210c, or simultaneously.
  • Figures 17 to 21 are views showing the configuration of the support apparatus for forming a cell culture 100c according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the dispenser device 200 is moved in the X and Z-axis directions, and the work table 10 is moved in the Y-axis direction to form the support. It was.
  • the dispenser mechanism 200 is provided to be movable in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions with respect to the support table 3a.
  • the worktable 10 is provided to be rotatable and tiltable by the worktable conveying means 60.
  • the rotation refers to the work table 10 is rotated about the vertical axis 64, the tilting is rotated about the work table 10 and the rotary drive unit 65 around the horizontal axis 68 as shown in FIG. Say something.
  • the platform conveying means 60 is a support bracket 61 fixed on the base 2, a rotary drive part 65 for rotating the work table 10, and a tilting of the work table 10 and the rotary drive part 65 together. And a tilting driver 67.
  • the support bracket 61 is disposed on the base 2 so that the pair is spaced apart from each other, and supports the rotation and tilting of the worktable 10 to be stable.
  • the tilting driving part 67 is rotatably inserted into the support bracket 61.
  • the rotary drive unit 65 rotates the work table 10 in the horizontal direction.
  • the rotation driving unit 65 is disposed perpendicularly to the lower region of the work table 10.
  • the rotary drive unit 65 includes a rotary motor 62 connected to the vertical axis 64 to rotate the vertical axis 64.
  • the rotary motor 62 is connected to the vertical axis 64, the work table 10 is fixed to the vertical axis 64 so that the work table 10 is rotated by the rotation of the rotary motor 62.
  • the tilting driving part 67 tilts the work table 10 back and forth about the horizontal axis 68.
  • a tilting motor 69 and a transmission means 67a for transmitting the driving of the tilting motor 69 to the horizontal shaft 68 are provided inside the tilting driving part 67.
  • the tilting driving part 67 tilts the work table 10 and the rotary driving part 65 together with the tilting as shown in FIG. 6.
  • the tilting driving unit 67 tilts the work table 10 and the rotary driving unit 65 together by the linking unit 63.
  • the rotary drive unit 65 rotates only the worktable 10 about the vertical axis 64 independently of the tilting drive unit 67, and the tilting drive unit 67 works along the horizontal axis 68.
  • the part 63 and the rotation driving part 65 are tilted together.
  • the position of the support bracket 61 is fixed and the interlocking portion 63 and the rotation driving portion 65 are connected and integrally tilted through the horizontal axis 68 of the tilting driving portion 67 inserted into the support bracket 61. Will be.
  • the support apparatus for forming a cell culture apparatus 100c according to the fourth embodiment of the present invention has the advantage of being able to be variously formed regardless of the shape of the support by a combination of rotation and tilting of the work table and movement of the three axes of the dispenser mechanism. .
  • Figure 22 and Figure 23 is a view showing the configuration of the support apparatus 100d for cell culture according to the fifth embodiment of the present invention.
  • Cell support substrate forming apparatus (100d) according to the fifth embodiment of the present invention includes a lifting lever 74 and the control lever 77 for adjusting the height of the work table 10, is discharged from the nozzle 218 Allow the cross section of the support to be a circle.
  • the work platform transport portion is configured to include a support plate 73.
  • the liquid support body laminated on the working plate 11 is laminated while being immediately cooled by an external temperature.
  • the lower part of the work table 10 is provided with a first driving part 30c and a second driving part 40c to convey the work table 10 in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • Figures 24 and 25 is a view showing the configuration of a support apparatus for forming a cell culture 100e according to a sixth embodiment of the present invention.
  • Cell culture support forming apparatus 100e according to the sixth embodiment of the present invention is provided with a spinning unit 400 for spinning the spinning stock solution on one side of the worktable (10).
  • a pedestal 5 is disposed at each corner of the lower end of the base frame 430 of the radiator 400.
  • the pedestal 5 is configured to be height-adjustable, so that the horizontal position of the base frame 430 is adjusted. It can be adjusted.
  • the height adjusting device 440 is formed on an upper surface of the base frame 430.
  • the height adjusting device 440 constitutes a foldable structure 431.
  • the piston control device is rotated by rotating the screw 432 installed.
  • 420 and the height of the radiation nozzle device 450 is configured to be integrally adjusted.
  • the spinning nozzle device 450 includes a spinning nozzle 455 for injecting the molten spinning stock solution and a piston 452 for applying pressure to inject the spinning stock solution from the spinning nozzle 455.
  • the piston 452 may forward and backward by the piston control device 420 to transmit pressure to the spinning nozzle 455.
  • the piston control device 420 has a structure very similar to the transfer means of the first drive unit 30 and the like described above.
  • the spinning stock solution injected by charging a high voltage between the spinning nozzle 455 and the work table 10 is It is preferable to configure it to radiate evenly along the electric field formed.
  • electric radiation using an electric field as described above even if water droplets form at the end of the radiation nozzle 455, water droplets do not occur. Rather, the water droplets themselves provide a diffusion effect during electric charging, thereby enabling web-like radiation such as spider web. do.
  • the worktable 10 may be configured to repeatedly rotate itself. That is, the work table 10 includes a rotation motor 15 and a rotation table 13 connected to the rotation motor 15. At this time, the rotation motor 15 is configured to repeatedly change the rotation direction on the basis of a predetermined angle, and formed to be perpendicular to the horizontal plane with respect to the injection direction of the spinning nozzle device 455 to the rotation table 13 The rotating nozzle device 450 is rotated repeatedly.
  • the radiator 400 is located on the right side of the apparatus main body 1, but of course, the apparatus main body 1 may be located on the left side of the apparatus main body 1. It may also be configured to be located in front of the).
  • the spinning unit 400 finishes by spraying the spinning stock solution while rotating the pivoting table 13 after the support of one layer is formed. 3 After the dispenser mechanism 200 is vertically moved by the driving unit 50, the support of the next layer is formed, and the spinning stock solution is sprayed onto the spinning unit 400 to finish again.

Abstract

본 발명은 세포 배양용 지지체 성형장치에 관한 것으로서, 수평부와 수직부로 구성된 장치 본체; 상기 장치 본체의 수평부에 부설되며, 세포 배양용 지지체가 성형되는 작업대; 상기 작업대의 상부에 배치되며, 상기 장치 본체의 수직부에 부설되며, 하나 이상의 디스펜서를 구비하는 디스펜서 기구; 및 상기 작업대를 디스펜서 기구에 대하여 혹은 상기 디스펜서 기구를 상기 작업대에 대하여 이동시키는 이송수단;을 포함하며, 상기 디스펜서는 상부로 고상 원료를 투입하는 실린지, 상기 실린지의 상부에 장착되며 중심에 공기공급제어관이 연결되는 실린지 뚜껑, 상기 실린지의 하부에 결합되는 노즐 및 상기 실린지가 끼워지며 실린지를 가열하여 실린지 내부에 있는 고상의 원료를 용융시키는 가열부를 포함하여 구성되어, 상기 디스펜서 기구 혹은 상기 작업대의 이동과 함께, 상기 디스펜서 기구로 투입된 원료를 용융 배출시켜 세포 배양용 지지체를 성형하는 것을 특징으로 한다.

Description

세포 배양용 지지체 성형장치
본 발명은 세포 배양용 지지체를 성형하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물에 녹는 생분해성 고체로 이루어진 원료를 실린지 내부에 투입한 후 가열하여 원료 용융물로 형성한 후 이를 공압 또는 모터를 이용한 압출로 밀어내어 지지체를 성형하는 세포 배양용 지지체 성형장치에 관한 것이다.
최근, 세포나 조직을 인비트로(생체 밖)에서 배양하여 다시 생체에 적용함으로써 치료를 실시하는 조직 공학이나 재생의료가 주목받고 있다. 특히 환자 본인이나 도너의 피부 또는 구강점막 등의 일부를 채취하여 시트형상으로 배양한 후 생체에 적용하는 기술에 관해서는 실용화 단계에 이르렀다,
예컨대, 피부의 경우 모반, 궤양, 열상, 문신 등의 치료나 이식용 피부를 채취한 피부 채취부에 배양상피(표피) 세포 시트의 이식이 시도되고 있다.
또한, 구강점막의 경우, 치주병이나 악성 종양 등의 구강내 질환에 의한 잇몸 및 점막조직의 창상, 결손에 대한 치료로서 구강점막 상피세포를 사용한 배양 세포 시트의 이식이 시도되고 있다. 이들 배양세포 시트는 조직공학의 수법을 사용하여 제작되고 상피(표피) 세포가 5~10 층으로 증층화된 얇은 시트 형상의 구조가 되도록 배양플라스크 내에서 배양한 후, 배양 플라스크로부터 박리하여 이식에 제공되고 있다.
그러나, 이와 같은 배양세포 시트의 제작은 배양조직이 번잡하여 보통의 의료 기관에서 용이하게 할 수 있는 것은 아니다. 그로 인해 충분한 배양설비가 갖추어지고 숙련된 배양기술을 가진 대학병원 등의 전문설비에서만 배양세포의 이식치료가 실시되고 있는 것에 불과하다.
한편, 인체 내 기관이나 조직이 손상될 경우에 세포, 약물 지지체 등을 제공하여 효과적으로 조직을 재생하고 있는데, 조직 재생용 지지체는 임플란트 부위에서 물리적으로 안정하고 재생 효능을 조절할 수 있는 생리 활성을 가져야 하며, 또한 새로운 조직을 형성한 후에는 생체 내에서 분해되어야 하고 이때, 분해산물이 독성을 갖지 않아야 한다.
이러한 조직 재생용 지지체는 종래 일정한 강도와 형태를 갖는 고분자를 이용한 스펀지 타입, 매트릭스 형태의 나노섬유 또는 젤 타입의 세포 배양 지지체로 제조되며, 이러한 세포 배양 지지체는 특정 깊이 또는 높이를 갖는 3차원 형상의 조직을 만들기 위해 중요한 역할을 한다.
이러한 조직 재생에 이용되는 지지체는 피부나 인공 장기에 이식되어 세포 증식의 구조체가 되는데, 이를 제조하는 방법의 대표적인 예로 전기 방사 장치를 이용하여 나노 섬유사의 형태로 제조하는 방법이 제안된 바 있다.
그러나, 상기와 같이 알려진 전기 방사 장치를 이용하면 고전압을 번갈아 가면서 인가하여 전기 방사를 해야 하므로 공정이 번거로울 뿐만 이니라, 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 이러한 조직 재생물 제조장치를 이용하여 제조한 조직 재생물은 가공도가 낮아 세포 증식에 필요한 증식 공간이 부족하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지질이 제거된 인체 피부 대체용 또는 세포 배양용 지지체를 안정적으로 성형하는 세포 배양용 지지체의 성형장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 작은 세포 배양용 지지체를 정확하게 성형하는 것이 가능할 뿐만 아니라 사용이 쉬우면서도 생산성이 좋은 성형장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 세포 배양용 지지체 성형장치에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 세포 배양용 지지체 성형장치는, 수평부와 수직부로 구성된 장치 본체; 상기 장치 본체의 수평부에 부설되며, 세포 배양용 지지체가 성형되는 작업대; 상기 작업대의 상부에 배치되며, 상기 장치 본체의 수직부에 부설되며, 하나 이상의 디스펜서를 구비하는 디스펜서 기구; 및 상기 작업대를 디스펜서 기구에 대하여 혹은 상기 디스펜서 기구를 상기 작업대에 대하여 이동시키는 이송수단;을 포함하며, 상기 디스펜서는 상부로 고상 원료를 투입하는 실린지, 상기 실린지의 상부에 장착되며 중심에 공기공급제어관이 연결되는 실린지 뚜껑, 상기 실린지의 하부에 결합되는 노즐 및 상기 실린지가 끼워지며 실린지를 가열하여 실린지 내부에 있는 고상의 원료를 용융시키는 가열부를 포함하여 구성되어, 상기 디스펜서 기구 혹은 상기 작업대의 이동과 함께, 상기 디스펜서 기구로 투입된 원료를 용융 배출시켜 세포 배양용 지지체를 성형하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 이송수단은 상기 작업대와 상기 디스펜서 기구가 서로에 대하여 X-Y-Z축 방향으로 상대운동되도록 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구를 이동시키도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 이송수단은, 지지체의 성형이 안정적으로 이루어지도록, 상기 디스펜서 기구를 X축 방향으로 이동시키는 제1 구동부와; 상기 작업대를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이송수단은 상기 디스펜서 기구를 Z축 방향으로 이동시키는 제3 구동부를 더 포함하며, 상기 제1 내지 제3 구동부는 모터, 상기 모터에 연결된 볼스크류 및 상기 볼스크류에 연결된 커플링을 포함하며, 상기 커플링에 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구가 연결되어 상기 모터의 회전에 따라서 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구가 이동될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 작업대는 상단에 세포 배양용 지지체가 성형되는 작업판과, 상기 작업판의 하부에 위치하여 성형되는 세포 배양용 지지체의 고화 속도를 조절할 수 있도록 박판 형상의 펠티어 소자가 장착된 고화조절기를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 디스펜서 기구는 성형 전 디스펜서의 Z축 방향 위치를 조절하도록 상기 디스펜서에 연결된 높이조절수단을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 가열부는 실린지가 삽입되는 중공부를 포함하여, 상기 가열부 내부로 삽입되는 실린지를 상기 가열부가 가열하며, 상기 디스펜서는 지지대를 통하여 상기 본체에 연결되며, 상기 지지대에서 디스펜서의 흔들림을 방지하도록 상기 지지대는 상기 디스펜서를 고정하는 고정부재를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 디스펜서 기구는 복수개의 디스펜서와; 상기 복수개의 디스펜서의 위치를 변경가능하게 연결하는 디스펜서 체인저를 포함하고, 상기 디스펜서 체인지를 상기 작업대에 대해 또는 상기 작업대를 상기 디스펜서 체인지에 대해 이동시키는 이송수단을 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 디스펜서 체인저는, 상기 복수개의 디스펜서들을 지지하는 지지대; 상기 지지대에 연결된 샤프트; 및 상기 샤프트에 연결되며, 상기 지지대를 회전시킴으로써 각 디스펜서의 배치 위치를 변경하는 구동수단을 포함하여 구성되고 상기 지지대에서 상기 복수의 디스펜서는 상기 샤프트를 중심으로 대칭적으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 지지대에서 디스펜서의 흔들림을 방지하도록 상기 지지대는 상기 디스펜서 각각을 고정하는 복수의 고정부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 실린지의 상부에는 결합용 돌기가 돌출되어 형성되어 있으며, 상기 실린지 뚜껑은 상기 실린지의 상부에 비틀림 결함되도록 가장자리를 따라 상기 결합용 돌기에 대응되는“ㄷ”자 형태의 끼움용 홈이 형성되어 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이송수단은 상기 작업대와 상기 디스펜서 체인저가 서로에 대하여 X-Y-Z축 방향으로 상대운동되도록 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구를 이동시키도록 구성되며, 지지체의 성형이 안정적으로 이루어지도록, 상기 디스펜서 체인저를 X축 방향으로 이동시키는 제 1 구동부와; 상기 작업대를 Y축 방향으로 이동시키는 제2구동부 및 상기 디스펜서 체인지를 Z축 방향으로 이동시키는 제3구동부를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 디스펜서 기구는 서로 평행하게 배치된 복수개의 디스펜서를 포함하고, 상기 작업대는 상기 복수개의 디스펜서에 대응되게 복수개로 구비되며, 상기 작업대를 대응되는 상기 디스펜서 기구 각각에 대하여, 혹은 상기 디스펜서 기구를 대응되는 상기 작업대 각각에 대하여 이동시키는 이송수단; 을 포함하며, 상기 디스펜서 기구 혹은 상기 작업대의 이동과 함께, 상기 디스펜서 기구 각각에 투입된 원료를 용융 배출시켜 둘 이상의 세포 배양용 지지체를 동시에 성형할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이송수단은 지지체의 성형이 안정적으로 이루어지도록, 복수개의 상기 작업대 일체를 X축 방향으로 함께 이동시키는 제1 구동부와; 상기 제1 구동부와 복수개의 상기 작업대 일체를 Y축 방향으로 함께 이동시키는 제2 구동부를 포함하여 구성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 이송수단은 복수개의 상기 디스펜서 기구 일체를 함께, 또는 복수개의 상기 디스펜서 기구 각각을 개별적으로 Z축 방향으로 이동시키는 제3 구동부를 더 포함하여 구성되며,상기 제1 내지 제3 구동부는 모터, 상기 모터에 연결된 커플링 및 상기 커플링에 연결된 볼스크류를 포함하여 구성되며, 상기 볼스크류에 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구가 연결되어 상기 모터의 회전에 따라서 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구가 이동된다.
일 실시예에 따르면, 상기 작업대를 좌우로 회전 및 전후로 틸팅하는 작업대이송수단을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 작업대이송수단은, 상기 작업대를 중심으로 서로 이격된 한 쌍의 지지브래킷과; 상기 작업대의 하부영역에 결합되어 상기 작업대를 관통하여 형성된 수직축을 중심으로 상기 작업대를 회전시키는 회전구동부와; 상기 지지브래킷에 가로방향으로 결합되어 상기 작업대와 상기 회전구동부를 함께 전후로 틸팅시키는 틸팅구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 디스펜서부는 고상 연료가 투입되는 실린지와, 상기 실린지의 외측에 구비되어 상기 고상 연료를 가열하는 가열부와, 상기 실린지의 하부에 결합되어 상기 가열부에 의해 가열되어 용융된 연료를 상기 작업대로 배출하는 노즐을 더 포함하며, 상기 노즐은 수직하게 형성되거나, 절곡형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배출노즐로부터 낙하되는 액체 상태의 바인더의 단면이 원이 될 수 있도록 상기 작업대의 높이를 조절할 수 있도록 하기 위하여 상기 작업대의 하측에 설치되는 승강레버와 연결된 조절레버를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 작업대를 디스펜서 기구에 대하여 혹은 상기 디스펜서 기구를 상기 작업대에 대하여 이동시키는 이송수단; 및 상기 장치 본체의 일측면 또는 전면에 배치되며, 방사원액을 상기 작업대 상부에서 성형 중인 세포 배양용 지지체로 방사하는 방사부를 더 포함하며, 상기 방사부는 베이스 프레임에 부설되어 있는 높이조절장치와, 상기 높이조절장치의 상단에 부설되는 피스톤 제어장치와, 상기 피스톤 제어장치에 의하여 전후진이 가능한 피스톤이 장착되어 있는 방사노즐장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피스톤 제어장치는 모터, 상기 모터에 연결된 볼스크류, 상기 볼스크류에 연결된 커플링, 및 상기 커플링에 연결된 피스톤 이송대를 포함하며, 상기 피스톤 이송대에 상기 방사노즐장치의 피스톤이 연결되어 상기 모터의 회전에 따라서 상기 피스톤이 전후로 이동된다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 3차원 세포 배양용 지지체를 안정적으로 성형하며 생산성이 뛰어난 세포 배양용 지지체 성형장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 크기의 세포 배양용 지지체를 정밀하게 성형하는 것이 가능하며, 본 발명에 따른 성형 장치는 초기 위치를 미세 조정하여 배출되는 용융 원료의 단면이 원형이 되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치의 저면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치의 디스펜서 기구의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치의 디스펜서 기구의 사용 사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치의 작업대의 분해사시도이다.
도 8a는 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치에 의해 성형된 세포 배양용 지지체의 가장자리부의 SEM 사진이다.
도 8b는 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치에 의해 성형된 세포 배양용 지지체의 중앙부의 SEM 사진이다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치의 도면들이고,
도 15와 도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치의 도면들이고,
도 17 내지 도 21은 본 발명의 제4실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치의 도면들이고,
도 22와 도 23은 본 발명의 제5실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치의 도면들이고,
도 24와 도 25는 본 발명의 제6실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치의 도면들이가.
이하, 본 발명의 일실시예에 의해 이루어진 구성 및 작동상태를 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하되, 첨부된 도면은 본 발명의 일실시예를 구체적으로 설명하는 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위가 도면 또는 상기 도면을 참조한 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 사시도가, 도 2에는 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 측면도가, 도 3에는 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 정면도가, 도 4에는 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 저면도가 도시되어 있다.
도면에서 보이듯이, 본 발명의 성형장치(100)는 수평부(3)와 수직부(2)를 포함하는 장치 본체(1), 상기 장치 본체(1)의 수평부(3)에 부설되며, 세포 배양용 지지체가 성형되는 작업대(10); 상기 작업대(10)의 상부에 배치되며, 상기 장치 본체(1)의 수직부(2)에 부설되며, 하나 이상의 디스펜서(210)를 구비하는 디스펜서 기구(200); 및 상기 작업대(10)를 디스펜서 기구(200)에 대하여 혹은, 상기 디스펜서 기구(200)를 상기 작업대(10)에 대하여 이동시키는 이송수단(30, 40, 50);을 포함하여 구성된다.
상기 장치 본체(1)는 수평부(3)에 수직부(2)가 연결되어 있으며, 상기 수평부(3)의 아래에는 받침대(5)가 상기 수평부(3)의 각 모서리에 배치되어 있다. 이러한 상기 받침대(5)는 높이 조절이 가능하도록 구성되며, 따라서, 상기 수평부(3)의 수평위치를 조절할 수 있다.
상기 수평부(3)의 일측면에 수직부(2)가 연결되며, 상기 수직부(2)에는 디스펜서부(200)를 X축 방향으로 이동시키는 제1 구동부(30)가 배치되며, 상기 수평부(3)에는 작업대(10)를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 구동부(40)가 배치된다. 상기 수직부(2)에는 상기 제1 구동부(30)와 함께 상기 디스펜서부(200)를 Z축 방향으로 이동시키는 제3 구동부(50)가 배치된다.
상기 제1 구동부(30)는 모터(31, 도 2 참조), 상기 모터(31)에 연결된 벨트(33), 상기 벨트(33)에 연결된 풀리(34) 및 상기 풀리(34)와 일체로 회전하며 X축 방향으로 연장된 볼스크류(36)를 포함하여 구성되며, 상기 볼스크류(36)에는 지지플레이트(35)가 연결되어, 상기 모터(31)의 회전으로 상기 볼스크류(36)가 회전됨에 따라서, 상기 지지플레이트(35)가 X축 방향으로 이동된다.
이때, 보다 안정적이고 확실한 이동을 위하여 상기 볼스크류(36)의 상하방향으로는 안내부(32)가 형성되며, 상기 안내부(32)는 돌기형으로 형성되어, 대응하는 상기 지지플레이트(35)의 홈에 삽입되며, 따라서 상기 지지플레이트(35)는 상기 안내부(32)를 따라서 상기 모터(31)의 구동에 따라서 이동할 수 있다.
상기 제2 구동부(40)는 모터(41, 도 2 참조), 모터(41)와 볼스크류(46, 도 3 참조)를 연결하는 커플링(47) 및 Y축 방향으로 연장된 볼스크류(46)를 포함한다. 상기 볼스크류(46)에 지지플레이트(45)가 연결되어, 상기 모터(41)의 회전으로 상기 볼스크류(46)가 회전할 때, 그에 따라서 상기 지지플레이트(45)가 Y축 방향으로 이동된다.
상기 제2 구동부(40)의 경우에 상기 모터(41)와 볼스크류(46)가 동일 회전축을 가지고 회전하므로 별도의 벨트나 풀리를 필요로 하지 않으나, 공간활용을 위하여 상기 모터(41)의 위치를 변경하면서 벨트나 풀리 등 회전 전달 수단을 사용할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 제1 구동부(30)와 동일하게 상기 제2 구동부 역시 상기 지지플레이트(45)를 안정적으로 이동시키기 위하여 상기 볼스크류(46)와 평행하게 상기 볼스크류 좌우측으로 형성된 안내부(42)를 포함한다.
상기 제3 구동부(50)는 상기 제1 구동부(30)의 지지플레이트(35)에 형성되며, 따라서, 상기 제1 구동부(30)에 의해서 상기 지지플레이트(35)가 X축 방향으로 이동될 때, 상기 제3 구동부(50)는 함께 이동된다.
상기 제3 구동부(50)는 모터(51), 상기 모터(51)에 연결된 벨트 및 풀리(도면에는 미도시), 상기 풀리에 연결되어 풀리와 일체로 회전하며 Z축 방향으로 연장된 볼스크류(56)를 포함하여 구성되며, 상기 볼스크류(56)에는 지지플레이트(55)가 연결되어, 상기 모터(51)의 회전으로 상기 볼스크류(56)가 회전됨에 따라서, 상기 지지플레이트(55)가 Z축 방향으로 이동된다.
이때, 보다 안정적이고 확실한 이동을 위하여 상기 볼스크류(56)의 좌우방향으로는 안내부(52)가 형성되며, 상기 안내부(52)는 돌기형으로 형성되어, 돌기형의 상기 안내부(52)가 대응하는 상기 지지플레이트(55)의 홈에 삽입되며, 따라서 상기 지지플레이트(55)는 상기 안내부(52)를 따라서 상기 모터(51)의 구동에 따라서 이동할 수 있다.
상기 제3 구동부(50)의 풀리 및 벨트는 케이스(59) 내부에 배치되어, 먼지나 이물질의 유입이 차단될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 세포 배양용 지지체 성형장치(100)는 X축 방향으로는 상기 디스펜서부(200)가 이동되며, Y축 방향으로는 상기 작업대(10)가 이동된다. 즉, 상기 디스펜서부(200)와 작업대(10)의 상대운동이 발생할 때, X축 방향 구동부인 상기 제1 구동부(30)는 상기 디스펜서부(200)에, Y축 방향 구동부인 상기 제2 구동부(40)는 상기 작업대(10)에 연결된다.
따라서, 하나의 움직임이 다른 하나의 움직임에 영향을 주지 않으며, 그에 따라서, 본 발명의 세포 배양용 지지체 성형장치(100)는 지지체를 성형함에 있어서 흔들림 없이 정확한 지지체를 성형하는 것이 가능하다.
한편, 상대적으로 이동이 적은 상기 제3 구동부(50)의 경우에 상기 제1 구동부(30)와 함께 이동되더라도 함께 움직이는 구간이 없으므로 문제되지 않는다.
본 발명의 디스펜서 기구(200)는 상기 제3 구동부(50)의 지지플레이트(55)에 장착된다. 상기 디스펜서 기구(200)는 디스펜서(210)와 상기 디스펜서(210)를 지지하는 지지대(213), 상기 지지대(213)에 연결되어 상기 디스펜서(210)의 높이를 미세 조정하는 높이조절수단으로서의 마이크로미터(217) 및 상기 마이크로미터(217)와 상기 지지플레이트(55)를 연결하는 연결 플레이트(219)를 포함한다.
상기 지지대(213)는 상기 디스펜서(210)의 가열부(212)를 지지하며, 상기 가열부(212)의 위치를 고정시키는 고정부재(214)가 배치된다. 상기 고정부재(214)는 볼트로 구성될 수 있으며, 상기 가열부(212)를 가압하는 방식으로 정위치에 고정시킨다.
상기 디스펜서(210)의 가열부(212)에는 실린지(211)가 삽입되며, 상기 실린지(211)의 상부에는 실린지 뚜껑(216)이, 상기 실린지(211)의 하부에는 노즐(218)이 장착된다. 이에 대하여는 첨부한 도 4 및 도 5를 참조로 하여 이하에서 설명하도록 한다.
도 5에는 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 디스펜서 기구(200)의 분해사시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명에 의한 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 디스펜서 기구(200)의 사용 사시도가 도시되어 있다.
도 5에서 보이듯이, 가열부(212)가 지지대(213)에 장착되며, 지지대(213)의 고정부재(214)에 의해서 상기 가열부(212)가 고정된다. 가열부(212)는 내부에 중공(212a; 도 2 참조)이 형성되어 있으며, 상기 중공(212a) 내부로 상기 실린지(211)가 삽입된다. 상기 실린지(211)의 하단(211c)에는 노즐(218)이 연결된다.
상기 실린지(211)는 실린지 본체(211a)와 상부(211b) 및 하부(211c)로 구성되며, 상부(211b)에는 가장자리에 일정크기의 끼움돌기가 형성되어 있으며, 하부(211c)의 경우에 상기 본체(211a)와 연통하는 구멍이 형성되어 있으며, 상기 구멍에 노즐(218)이 연결되어, 실린지 내부의 용융 원료가 노즐로 배출된다.
한편, 실린지 뚜껑(216)은 상기 실린지(211)가 장착되는 장착부(216a)와, 상기 장착부(216a)에 형성된 끼움홈(216b)과, 상기 공기공급제어관(215)이 결합되는 연결통공(216c)으로 이루어진다.
상기 실린더 뚜껑(216)의 끼움홈(216b)에 상기 실린지 상부(211b)의 끼움돌기가 비틀림 끼워맞춤되며, 그에 따라서, 상기 실린지(211)는 실린지 뚜껑(216)에 대하여 비틀림 없이는 장탈되지 않는다.
상기 공기공급제어관(215)은 도시되지 않은 압축공기 공급부로부터 압축공기를 공급받아 상기 실린지 뚜껑(216)의 연결통공(216c)을 통하여 실린지(211) 내부로 공급하여, 실린지(211) 내부의 용융 원료를 노즐(218)로 밀어낸다. 이때, 상기 노즐(218)은 0.05 ~ 0.5 ㎜ 정도의 직경을 가지는 것이 바람직할 것이다.
다시, 도 2로 돌아가서, 도 2에는 가열부(212)의 내부가 점선으로 도시되어 있다. 가열부(212)는 중공부(212a) 와 중공부(212a)를 중심으로 매립되어 감겨있는 히터(212b)로 구성된다. 상기 히터(212b)는 열선으로 도시되지 않은 전원부에 연결되어 가열부(212) 내부에 삽입되는 실린지(211)를 가열하여, 내부 원료를 용융시킨다.
도 6에는 본 발명에 의한 디스펜서의 작동 상태도가 도시되어 있다. 도 6에서 보이듯이, 실린지 뚜껑(216)이 실린지(211)로부터 장탈되고, 실린지(211) 내부로 고체 원료(M)가 투입된다. 실린지(211) 내부로 투입된 고체 원료(M)는 가열부(212)의 히터(212b)에 의해서 가열되어 용융되며, 실린지 뚜껑(216)에 장착된 공기공급제어관(215)으로부터 공급되는 압축공기에 의해서 노즐(218)로 배출된다.
도 7에는 본 발명의 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 작업대(10)의 분해사시도가 도시되어 있다.
도 7에서 보이듯이, 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 작업대(10)는 상단에 세포 배양용 지지체가 성형되는 작업판(11)과, 상기 작업판(11)의 하부에 위치하는 고화조절기(20)로 형성된다.
이때, 상기 고화조절기(20)는 상기 작업판(11)의 하면에 직접 접촉하는 얇은 판 형상의 펠티어 소자(21)와, 상기 펠티어 소자의 하면에 위치하는 히트싱크(22)와, 상기 히트싱크의 하면에 위치하는 냉각팬(23)과, 상기 냉각팬의 하면에 위치하는 고정판(24)과, 상기 히트싱크와 상기 고정판의 길이 방향 일측면과 타측면에 결합하는 제1 측벽지지대(25) 및 제2 측벽지지대(26)로 구성된다.
판 형상의 상기 펠티어 소자(21)는 상면과 하면이 각각 발열과 흡열의 기능을 하는 장치로써, 전압이 인가되면 흡열단면은 주변의 열을 흡수하여 실온 이하로 냉각시키며, 반면에 발열단면은 흡열단면에서 흡수된 열과 손실된 전기에너지에 의한 열을 발산하여 고온으로 가열시키게 된다.
이때, 상기 펠티어 소자(21)의 발열단면에서 발산된 열을 해결하지 못하면 흡열단면과 발열단면을 막론하고 고온으로 치솟게 되는데, 이를 해결하기 위하여 상기 펠티어 소자의 하면에 위치하여 상기 펠티어 소자의 열을 흡수하도록 열전도률이 높은 금속으로 이루어진 히트싱크(22)와, 상기 히트싱크를 냉각시켜 주는 냉각팬(23)을 구비하는 것이다.
한편, 이와 같이 상기 작업대(10)에 상기 고화조절기(20)를 장착함으로써 상기 작업판(11)의 상면에서 상기 디스펜서(210)에서 배출된 용융 원료가 적절한 속도로 고화되며 필라멘트를 형성하여 세포 배양용 지지체의 구조를 이루어 나갈 수 있는 것이다.
다음으로 본 발명의 세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
세포 배양용 지지체 성형장치(100)의 작업대(10)의 상부 지지판(11)에 지지체를 성형할 판을 세팅한다. 다음, 디스펜서(210)의 실린지 뚜껑(216)을 실린지(211)로부터 장탈한 후, 실린지 내부로 고체 원료(M)를 투입한다. 이때 고체 원료(M)로는 생분해성 물질이 바람직하다.
실린지 내부로 고체 원료(M)를 투입한 후 실린지 뚜껑(216)을 다시 실린지(211)에 장착한 후, 실린지(211)를 가열부(212)에 삽입한다. 가열부(212)에는 추가의 고정부재(도면에는 미도시)가 설치될 수 있으며, 이는 실린지(211)의 움직임을 막을 수 있다.
또한, 실린지(211) 하부의 노즐(218)과 작업대(10) 사이의 간격을 조절하여, 노즐(218)로부터 낙하되는 용융 원료의 단면이 원이 될 수 있도록 높이를 조절한다. 높이의 조절은 디스펜서 기구(200)에 장착되어 있는 높이조절수단으로서의 마이크로미터(217)를 사용하여 조절하여, 정밀한 조절이 가능하다.
그 후에, 압축공기가 공기공급제어관(215)으로부터 실린지(211)로 공급됨으로써, 노즐(218)로부터 용융 원료가 배출된다. 이때, 제1 구동부(30) 및 제2 구동부(40)가 미리 정해진 패턴으로 이동되며, 그에 따라서, 용융 원료는 지지체를 구성하는 필라멘트로 성형된다. 즉, 용융 원료가 배출됨으로써 용융 원료는 다시 고화되며, 그에 의해 지지체가 성형된 형상을 유지할 수 있다.
한편, 용융 원료의 배출 중단이 필요한 경우에, 배출 중단이 확실히 일어날 수 있도록 공기공급제어관(215)으로 공급되는 공기의 공급을 중단하는 것뿐만 아니라 진공을 유도하여, 즉 부압을 걸어서 확실하게 용융 원료의 배출을 막을 수 있으며, 이렇게 부압을 걸어서 안정되게 지지체를 성형할 수 있다.
지지체는 각 층별로 교차하는 격자형상으로 형성하는 것이 바람직하나, 제1 내지 제3 구동부(30, 40, 50)의 조합 이동으로 다양한 구조의 지지체를 형성하는 것도 가능하다.
도 8에는 본 발명에 따라서 성형된 지지체의 SEM 사진이 도시되어 있다.
본 발명에서, 지지체는 1층이 X축 방향으로 일정한 간격을 두고 평행하게 형성된 필라멘트로 구성되었다면, 2층은 Y축 방향으로 일정한 간격을 두고 평행하게 형성된 필라멘트로 구성되게 되며, 다시 3층은 X축 방향으로 일정한 간격을 두고 평행하게 형성된 필라멘트로 구성되어 다층으로 적층되면서 전체적으로 3차원의 격자체를 형성하게 된다(도 8b 참조).
이때, 각 층을 이루는 필라멘트는 격자를 형성시키기 위하여 일정한 간격을 두고 평행하게 다수 개가 배열되는데 각 층의 가장자리 부분은 서로 연결되도록 하거나 서로 단절되도록 구성할 수 있으나, 지지체의 견고성을 유지하기 위해서는 가장자리 부분이 서로 연결되도록 구성하는 것(도 8a 참조)이 바람직하다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100a)의 구성을 도시한 도면들이다.
앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100)는 작업대(10)와 디스펜서 기구(200)가 각각 한 개씩 구비되었다. 반면 본 발명의 제2실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100a)는 복수개의 디스펜서(310,320,330)를 갖는 디스펜서 체인저(300)를 갖는다.
본 발명의 디스펜서 체인저(300)는 상기 제 3 구동부(50)의 지지플레이트(55)에 장착된다. 도 10과 도 11에서 각각 도시한 디스펜서 체인저(300)에는 3개의 디스펜서(310, 320, 330)가 각각 삼각형의 배열로 형성되어 있는 것을 도시하였다.
디스펜서 기구(300)는 복수의 디스펜서(310, 320, 330)와 상기 복수의 디스펜서(310, 320, 330)를 지지하는 지지대(313) 및 회전 플레이트(316), 지지대(313)를 관통하여 회전 플레이트(316)에 연결되는 회전 샤프트(352) 및 상기 회전 샤프트(352)의 단부에 연결되는 구동부(350)를 포함한다.
상기 구동부(350)는 모터일 수 있으며, 상기 구동부(350)는 구동부 브라켓(355)에 고정된다. 또한, 구동부 브라켓(355)은 마이크로미터(317) 연결되며, 따라서, 마이크로미터(317)를 조작함으로써, 디스펜서(310, 320, 330)의 높이를 조절할 수 있다. 마이크로미터(317)에서 구동부 브라켓(355)과 연결되지 않는 부분이 지지플레이트(55)에 장착된다.
각 디스펜서(310, 320, 330)의 구성은, 지지대(313)는 디스펜서(310, 320, 330)의 가열부(312, 322, 332)를 지지하며, 가열부(312)의 위치를 각각 고정시키는 복수의 고정부재(314)가 배치된다. 상기 고정부재(314)는 볼트로 구성될 수 있으며, 가열부(312, 322, 332)를 가압하는 방식으로 정 위치에 고정시킨다.
상기 디스펜서(310, 320, 330)의 가열부(312, 322, 332)에는 실린지(311)가 삽입되며, 상기 실린지(311, 321, 331)의 상부에는 각각 공기공급제어관(315, 325, 335)이 삽입되어 있는 실린지 뚜껑(319, 329, 339)이 비틀림 결합되며, 실린지(311, 321, 331)의 하부에는 각각 노즐(318, 328, 338)이 장착된다. 이때 노즐의 크기는 0.05 ~ 0.4 ㎜로 하는 것이 바람직한데, 이는 압출되는 필라멘트의 직경을 0.05 ~ 0.4 ㎜로 미세하게 조절할 수 있기 때문이다.
한편, 구동부(350)는 구동부 브라켓(355)에 고정되며, 구동부(350)의 축은 커플링(351)에 연결되어 구동부 브라켓(355)의 구멍(355a)을 통과하여 회전 샤프트(352)에 연결된다.
구동부 브라켓(355)은 대략 'ㄱ'자 형상으로 구성되며, 상부측으로는 구동부(350)가 연결되고, 측부에는 마이크로미터(317)에 연결된다.
회전 샤프트(352)는 샤프트 중간에 디스펜서(310, 320, 330)의 지지를 위한 돌기부(352a)가 구비되며, 상기 돌기부(352a)에 지지대(313) 및 회전 플레이트(316)가 지지된다.
구동부(350)의 동작에 의해서, 회전 샤프트(352)가 회전되며, 그에 따라서, 회전 샤프트(352)에 연결된 디스펜서(310, 320, 330)가 회전한다. 이렇게 복수 개의 디스펜서(310, 320, 330)를 사용함으로써, 층마다 다른 지지체용 원료를 사용하여 복합적인 기능을 가지는 격자형 지지체를 조형할 수도 있고, 상기 복수 개의 디스펜서 중 어느 하나에는 지지체용 원료를, 다른 디스펜서에는 배양하여야 할 세포를 액상 상태로 만들어 투입한 후 먼저 지지체를 조형한 다음에 필요에 따라 바로 세포를 주입하여 세포-지지체 복합체를 형성시킬 수도 있다.
한편, 본 발명에서는 각 디스펜서(310, 320, 330)가 가열부를 각각 가지는 것이 바람직하나, 각 디스펜서마다 투입되는 원료의 종류에 따라서는 일부의 디스펜서만 가열부를 작동시키며 다른 디스펜서는 가열부를 작동시키지 않은 상태로 사용하는 것도 가능하다.
한편, 디스펜서를 구성하는 요소 중 실린지(311, 321, 331)는 실린지 본체(311a, 321a, 331a)와 상부(311b, 321b, 331b) 및 하부(311c, 321c, 331c)로 구성되며, 하부(311c, 321c, 331c)의 경우에 상기 본체(311a, 321a, 331a)와 연통되는 구멍이 형성되어 있으며, 상기 구멍에 노즐(318, 328, 338)이 결합되어, 실린지 내부에서 용융된 원료가 노즐로 공기압에 의해 배출된다.
한편, 실린지 상부(311b, 321b, 331b)는 가장자리에 일정한 크기의 결합돌기가 형성되어 있으며, 실린지 뚜껑(319, 329, 339)의 가장자리에 형성된 “ㄷ” 자 형태의 끼움홈(319a, 329a, 339a)에 끼워 맞춰짐으로써, 실린지(311, 321, 331)에 공기공급제어관(315, 325, 335)이 삽입된 실린지 뚜껑(319, 329, 339)이 비틀림 결합에 의해 장착된다.
실린지 뚜껑(319, 329, 339)은 도시되지 않은 압축공기 공급부와 연결되는 공기공급제어관(315, 325, 335)과 상기 실린지의 상부(311a, 321a, 331a)에 형성된 결합돌기에 대응되어 비틀림 결합되도록 가장자리에 형성된 결합홈(319a, 329a, 339a)으로 이루어진다.
상기 결합홈(319a, 329a, 339a)에 상기 실린지의 상부(311b, 321b, 331b)에 돌출되어 형성된 결합돌기가 비틀림으로 밀봉결합되며, 그에 따라서, 실린지 뚜껑(319, 329, 339)은 실린지(311, 321, 331)에 대하여 비틀림 없이는 장탈되지 않는다. 상기 공기공급제어관(315, 325, 335)은 압축공기를 실린지(311, 321, 331) 내부로 공급하여, 실린지 내부에서 가열부에 의하여 용융되어 액상으로 바뀐 지지체 조형 원료를 노즐(318, 328, 338) 밖으로 압출하여 필라멘트 형태로 밀어낸다.
한편, 가열부(312, 322, 332)는 중공부(312a, 322a, 332a) 와 중공부를 중심으로 매립되어 감겨있는 히터(312b, 322b, 332b)로 구성된다. 상기 히터는 열선으로 도시되지 않은 전원부에 연결되어 가열부(312, 322, 332) 내부에 삽입되는 실린지(311, 321, 331)를 외부에서 가열하여, 내부에 내장된 고상의 고분자 원료를 용융시킨다.
제2실시예에 따른 세포배양용 지지체 성형장치(100a)의 작동은 다음과 같다.
세포 배양용 지지체 성형장치(100a)의 작업대(10)의 상부 지지판(11)에 지지체를 성형할 판을 세팅한다. 다음, 실린지 뚜껑(319, 329, 339)을 실린지(311, 321, 331)로부터 장탈한 후, 실린지 내부로 고체 원료 또는 세포를 각 디스펜서마다 선택적으로 투입한다. 이때 고체 원료로는 생분해성 고분자 물질로서 PEG, PLGA, PCL, PLA, TCP 중 어느 하나를 사용함이 바람직하다.
각 디스펜서의 실린지 내부로 고상의 지지체 원료(M) 또는 세포를 투입한 후 실린지 뚜껑(319, 329, 339)을 다시 실린지(311, 321, 331)에 비틀림 결합시켜 장착한 후, 실린지(311, 321, 331)를 가열부(312, 322, 332)에 삽입한다. 가열부(312, 322, 332)에는 추가의 고정부재가 설치될 수 있으며, 이는 실린지(311, 321, 331)의 움직임을 막을 수 있다.
또한, 실린지(311, 321, 331) 하부의 노즐(318, 328, 338)과 작업대(10) 사이의 간격을 조절하여, 노즐로부터 낙하되는 용융 원료 또는 세포의 단면이 원이 될 수 있도록 높이를 조절한다. 높이의 조절은 디스펜서 체인저(300)에 장착되어 있는 높이조절수단으로서의 마이크로미터(317)를 사용하여 조절하는데 높이를 매우 정밀하게 조절할 수 있다.
그 후에, 압축공기가 공기공급제어관(315, 325, 335)을 통하여 실린지(311, 321, 331) 내부로 각각 공급됨으로써, 노즐(318, 328, 338)로부터 용융된 액상의 지지체 원료가 필라멘트 형태로 압출되어 배출된다. 한편 선택적으로 세포를 넣은 디스펜서의 경우에는 세포가 상기 지지체에 압출되어 배출되며 세포-지지체 복합체를 형성하게 된다.
한편, 도 15와 도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100b)의 사시도와 정면도이다.
앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100)는 한 개의 작업대(10)와 한 개의 디스펜서 기구(200)를 갖는 반면, 본 발명의 제3실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100b)는 서로 평행하게 배치된 복수개의 디스펜서 기구(210a,210b,210c)와, 각각의 디스펜서 기구(210a,210b,210c)에 대응되게 구비된 복수개의 작업대(10)를 갖는다.
각각의 디스펜서 기구(210a,210b,210c)의 구성은 앞서 설명한 바람직한 실시예의 디스펜서 기구(200)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
이 때, 세포 배양용 지지체 성형장치(100b)는 X축 방향으로는 복수개의 작업대(10)가 일체로 동시에 이동되도록 하고, Y축 방향으로는 상기 제1 구동부(30)와 함께 상기 작업대(10)가 일체로 동시에 이동하게 된다.
또한, 제 3구동부(50)는 복수개의 디스펜서 기구(210a,210b,210c) 각각을 개별적으로 구동시키거나, 동시에 구동시킬 수 있다.
한편, 도 17 내지 도 21은 본 발명의 제4실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100c)의 구성을 도시한 도면들이다.
앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100)는 디스펜서 기구(200)가 X축과 Z축 방향으로 이동되고, 작업대(10)가 Y축 방향으로 이동되며 지지체를 성형하였다.
반면, 본 발명의 제4실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100c)는 디스펜서기구(200)가 지지테이블(3a)에 대해 X축, Y축, Z축 방향으로 이동가능하게 구비되고, 작업대(10)가 작업대이송수단(60)에 의해 회전 및 틸팅가능하게 구비된다.
여기서, 회전은 수직축(64)을 중심으로 작업대(10)가 회전되는 것을 말하고, 틸팅은 도 21에 도시된 바와 같이 수평축(68)을 중심으로 작업대(10)와 회전구동부(65)가 전후로 회동되는 것을 말한다.
작업대이송수단(60)은 베이스(2) 상에 고정되는 지지브래킷(61)과, 작업대(10)를 회전시키는 회전구동부(65)와, 작업대(10)와 회전구동부(65)를 함께 틸팅시키는 틸팅구동부(67)를 포함한다.
지지브래킷(61)은 한 쌍이 서로 이격되게 베이스(2) 상에 배치되고, 작업대(10)의 회전과 틸팅이 안정적으로 이루어지도록 지지한다. 지지브래킷(61) 내부에는 틸팅구동부(67)가 회전가능하게 삽입된다.
회전구동부(65)는 작업대(10)를 수평방향으로 회전시킨다. 회전구동부(65)는 작업대(10)의 하부영역에 수직하게 배치된다. 회전구동부(65)는 수직축(64)에 연결되어 수직축(64)을 회전시키는 회전모터(62)를 포함한다. 회전모터(62)는 수직축(64)에 연결되고, 작업대(10)는 수직축(64)과 고정되어 회전모터(62)의 회전에 의해 작업대(10)가 회전하게 된다.
틸팅구동부(67)는 작업대(10)를 수평축(68)을 중심으로 전후로 틸팅시킨다. 틸팅구동부(67) 내부에는 틸팅모터(69)와, 틸팅모터(69)의 구동을 수평축(68)으로 전달하는 전동수단(67a)이 구비된다.
여기서, 틸팅구동부(67)는 도 6에 도시된 바와 같이 틸팅시에 작업대(10)와 회전구동부(65)를 함께 틸팅시킨다. 이를 위해 틸팅구동부(67)는 연동부(63)에 의해 작업대(10)와 회전구동부(65)를 함께 틸팅시킨다.
즉, 회전구동부(65)는 틸팅구동부(67)와 독립적으로 작업대(10)만 수직축(64)을 중심으로 회전시키고, 틸팅구동부(67)는 수평축(68)을 중심으로 작업대(10), 연동부(63) 및 회전구동부(65)를 함께 틸팅시킨다. 이 때, 지지브래킷(61)의 위치는 고정되고 지지브래킷(61)으로 삽입된 틸팅구동부(67)의 수평축(68)을 통해 연동부(63)와 회전구동부(65)가 연결되어 일체로 틸팅되게 된다.
본 발명의 제4실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100c)는 작업대의 회전과 틸팅 및 디스펜서 기구의 3축의 이동의 조합에 의해 지지체의 형상에 구애없이 다양하게 성형할 수 있는 장점이 있다.
특히, 측단면이 원형을 갖는 지지체를 용이하게 성형할 수 있다.
한편, 도 22와 도 23은 본 발명의 제5실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100d)의 구성을 도시한 도면들이다.
본 발명의 제5실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100d)는 작업대(10)의 높이를 조절하는 승강레버(74)와 조절레버(77)를 포함하여, 노즐(218)로부터 배출되는 지지체의 단면이 원이 될 수 있도록 한다.
이때, 상기 작업대(10) 및 승강레버(74)와 연결된 조절레버(77)를 받쳐서 지지하도록 하기 위하여 작업대이송부에는 받침플레이트(73)가 포함되어 구성된다.
따라서, 작업판(11) 상측에 적층되는 액체 상태의 지지체는 외부의 온도에 의해 바로 냉각되면서 적층된다.
이 때, 작업대(10)의 하부에는 제1구동부(30c)와 제2구동부(40c)가 구비되어 작업대(10)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송한다.
한편, 도 24와 도 25는 본 발명의 제6실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100e)의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 제6실시예에 따른 세포 배양용 지지체 성형장치(100e)는 작업대(10)의 일측에 방사원액을 방사하는 방사부(400)가 구비된다.
방사부(400)의 베이스 프레임(430) 하단의 각 모서리에는 받침대(5)가 배치되어 있는데, 이러한 상기 받침대(5)는 높이 조절이 가능하도록 구성되어, 상기 베이스 프레임(430)의 수평 위치를 조절할 수 있게 된다.
상기 베이스 프레임(430)의 상면에는 상기 높이조절장치(440)가 형성되어 있는데, 상기 높이조절장치(440)는 접철식 구조(431)를 이루고 있으며 부설된 나사(432)를 회전시킴으로써 피스톤 제어장치(420)와 방사노즐장치(450)의 높이를 일체로 조절할 수 있도록 구성된다.
상기 방사노즐장치(450)는 용융된 방사원액을 분사하는 방사노즐(455)과 상기 방사노즐(455)에서 방사원액을 분사할 수 있도록 압력을 가하는 피스톤(452)을 포함하여 구성되며, 이때, 상기 피스톤(452)은 상기 피스톤 제어장치(420)에 의하여 전후진하여 상기 방사노즐(455)로 압력을 전달할 수 있다.
상기 피스톤 제어장치(420)의 구조는 앞서 설명한 제1 구동부(30) 등의 이송수단과 매우 유사한 구조를 갖는다.
한편, 단순히 상기 피스톤(252)의 압력에 의하여 방사원액이 세포 배양용 지지체로 분사되도록 구성할 수도 있지만, 상기 방사노즐(455)과 상기 작업대(10) 상호간에 고전압을 대전시켜 분사된 방사원액이 형성된 전기장을 따라 고르게 방사되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 전기장을 이용한 전기 방사를 하는 경우에는 상기 방사노즐(455)의 끝에 물방울이 맺히더라도 수적 현상이 발생하지 않고 오히려 물방울 자체가 전기 대전시 확산 효과를 부여하여 거미줄과 같은 망 형태의 방사가 가능하게 된다.
그리고, 보다 효율적으로 세포 배양용 지지체 상으로 방사원액이 골고루 분사되어 성형될 수 있도록 하기 위하여, 상기 작업대(10)가 반복적으로 자체 회동할 수 있도록 구성하도록 한다. 즉, 상기 작업대(10)는 회동 모터(15)와, 회동모터(15)에 연결된 회동 테이블(13)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 회동 모터(15)는 일정 각도를 기준으로 반복적으로 회전 방향이 바뀌도록 구성되며, 상기 방사노즐장치(455)의 분사방향에 대하여 수평면 상으로 수직을 이루도록 형성하여 상기 회동 테이블(13)이 상기 방사노즐장치(450) 측으로 반복적으로 회동하도록 한다.
한편, 본 일실시예에서는 상기 방사부(400)가 상기 장치 본체(1)의 우측에 위치하는 것으로 되어 있지만, 상기 장치 본체(1)의 좌측에 위치할 수 있는 것을 물론이고 상기 장치 본체(1)의 정면에 위치하도록 구성할 수도 있다.
방사부(400)는 노즐(455)로부터 용융 원료가 배출되며 필라멘트로 성형될 때, 한 층의 지지체가 성형된 후에 상기 회동 테이블(13)을 회동시키면서 방사원액을 분사하여 마무리를 하고, 상기 제3 구동부(50)에 의하여 상기 디스펜서 기구(200)를 수직 이동시킨 후 다음 층의 지지체를 성형하고 다시 상기 방사부(400)로 방사원액을 분사하여 마무리하는 것을 반복하여 행하도록 한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (21)

  1. 수평부와 수직부로 구성된 장치 본체;
    상기 장치 본체의 수평부에 부설되며, 세포 배양용 지지체가 성형되는 작업대;
    상기 작업대의 상부에 배치되며, 상기 장치 본체의 수직부에 부설되며, 하나 이상의 디스펜서를 구비하는 디스펜서 기구; 및
    상기 작업대를 디스펜서 기구에 대하여 혹은 상기 디스펜서 기구를 상기 작업대에 대하여 이동시키는 이송수단;을 포함하며,
    상기 디스펜서는 상부로 고상 원료를 투입하는 실린지, 상기 실린지의 상부에 장착되며 중심에 공기공급제어관이 연결되는 실린지 뚜껑, 상기 실린지의 하부에 결합되는 노즐 및 상기 실린지가 끼워지며 실린지를 가열하여 실린지 내부에 있는 고상의 원료를 용융시키는 가열부를 포함하여 구성되어,
    상기 디스펜서 기구 혹은 상기 작업대의 이동과 함께, 상기 디스펜서 기구로 투입된 원료를 용융 배출시켜 세포 배양용 지지체를 성형하는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송수단은 상기 작업대와 상기 디스펜서 기구가 서로에 대하여 X-Y-Z축 방향으로 상대운동되도록 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구를 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송수단은,
    지지체의 성형이 안정적으로 이루어지도록, 상기 디스펜서 기구를 X축 방향으로 이동시키는 제1 구동부와; 상기 작업대를 Y축 방향으로 이동시키는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이송수단은 상기 디스펜서 기구를 Z축 방향으로 이동시키는 제3 구동부를 더 포함하며,
    상기 제1 내지 제3 구동부는 모터, 상기 모터에 연결된 볼스크류 및 상기 볼스크류에 연결된 커플링을 포함하며, 상기 커플링에 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구가 연결되어 상기 모터의 회전에 따라서 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구가 이동되는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 작업대는 상단에 세포 배양용 지지체가 성형되는 작업판과, 상기 작업판의 하부에 위치하여 성형되는 세포 배양용 지지체의 고화 속도를 조절할 수 있도록 박판 형상의 펠티어 소자가 장착된 고화조절기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디스펜서 기구는 성형 전 디스펜서의 Z축 방향 위치를 조절하도록 상기 디스펜서에 연결된 높이조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는 실린지가 삽입되는 중공부를 포함하여, 상기 가열부 내부로 삽입되는 실린지를 상기 가열부가 가열하며,
    상기 디스펜서는 지지대를 통하여 상기 본체에 연결되며,
    상기 지지대에서 디스펜서의 흔들림을 방지하도록 상기 지지대는 상기 디스펜서를 고정하는 고정부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디스펜서 기구는 복수개의 디스펜서와; 상기 복수개의 디스펜서의 위치를 변경가능하게 연결하는 디스펜서 체인저를 포함하고,
    상기 디스펜서 체인지를 상기 작업대에 대해 또는 상기 작업대를 상기 디스펜서 체인지에 대해 이동시키는 이송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 디스펜서 체인저는,
    상기 복수개의 디스펜서들을 지지하는 지지대;
    상기 지지대에 연결된 샤프트; 및
    상기 샤프트에 연결되며, 상기 지지대를 회전시킴으로써 각 디스펜서의 배치 위치를 변경하는 구동수단을 포함하여 구성되고 상기 지지대에서 상기 복수의 디스펜서는 상기 샤프트를 중심으로 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지대에서 디스펜서의 흔들림을 방지하도록 상기 지지대는 상기 디스펜서 각각을 고정하는 복수의 고정부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 실린지의 상부에는 결합용 돌기가 돌출되어 형성되어 있으며,
    상기 실린지 뚜껑은 상기 실린지의 상부에 비틀림 결함되도록 가장자리를 따라 상기 결합용 돌기에 대응되는“ㄷ”자 형태의 끼움용 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 이송수단은 상기 작업대와 상기 디스펜서 체인저가 서로에 대하여 X-Y-Z축 방향으로 상대운동되도록 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구를 이동시키도록 구성되며,
    지지체의 성형이 안정적으로 이루어지도록, 상기 디스펜서 체인저를 X축 방향으로 이동시키는 제 1 구동부와; 상기 작업대를 Y축 방향으로 이동시키는 제2구동부 및 상기 디스펜서 체인지를 Z축 방향으로 이동시키는 제3구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 디스펜서 기구는 서로 평행하게 배치된 복수개의 디스펜서를 포함하고,
    상기 작업대는 상기 복수개의 디스펜서에 대응되게 복수개로 구비되며,
    상기 작업대를 대응되는 상기 디스펜서 기구 각각에 대하여, 혹은 상기 디스펜서 기구를 대응되는 상기 작업대 각각에 대하여 이동시키는 이송수단; 을 포함하며,
    상기 디스펜서 기구 혹은 상기 작업대의 이동과 함께, 상기 디스펜서 기구 각각에 투입된 원료를 용융 배출시켜 둘 이상의 세포 배양용 지지체를 동시에 성형할 수 있는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이송수단은 지지체의 성형이 안정적으로 이루어지도록, 복수개의 상기 작업대 일체를 X축 방향으로 함께 이동시키는 제1 구동부와; 상기 제1 구동부와 복수개의 상기 작업대 일체를 Y축 방향으로 함께 이동시키는 제2 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이송수단은 복수개의 상기 디스펜서 기구 일체를 함께, 또는 복수개의 상기 디스펜서 기구 각각을 개별적으로 Z축 방향으로 이동시키는 제3 구동부를 더 포함하여 구성되며,
    상기 제1 내지 제3 구동부는 모터, 상기 모터에 연결된 커플링 및 상기 커플링에 연결된 볼스크류를 포함하여 구성되며, 상기 볼스크류에 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구가 연결되어 상기 모터의 회전에 따라서 상기 작업대 또는 상기 디스펜서 기구가 이동되는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치..
  16. 제1항에 있어서,
    상기 작업대를 좌우로 회전 및 전후로 틸팅하는 작업대이송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 작업대이송수단은,
    상기 작업대를 중심으로 서로 이격된 한 쌍의 지지브래킷과;
    상기 작업대의 하부영역에 결합되어 상기 작업대를 관통하여 형성된 수직축을 중심으로 상기 작업대를 회전시키는 회전구동부와;
    상기 지지브래킷에 가로방향으로 결합되어 상기 작업대와 상기 회전구동부를 함께 전후로 틸팅시키는 틸팅구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 디스펜서부는 고상 연료가 투입되는 실린지와, 상기 실린지의 외측에 구비되어 상기 고상 연료를 가열하는 가열부와, 상기 실린지의 하부에 결합되어 상기 가열부에 의해 가열되어 용융된 연료를 상기 작업대로 배출하는 노즐을 더 포함하며,
    상기 노즐은 수직하게 형성되거나, 절곡형성되는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  19. 제1항에서,
    상기 배출노즐로부터 낙하되는 액체 상태의 바인더의 단면이 원이 될 수 있도록 상기 작업대의 높이를 조절할 수 있도록 하기 위하여 상기 작업대의 하측에 설치되는 승강레버와 연결된 조절레버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양용 지지체 성형장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 작업대를 디스펜서 기구에 대하여 혹은 상기 디스펜서 기구를 상기 작업대에 대하여 이동시키는 이송수단; 및
    상기 장치 본체의 일측면 또는 전면에 배치되며, 방사원액을 상기 작업대 상부에서 성형 중인 세포 배양용 지지체로 방사하는 방사부를 더 포함하며,
    상기 방사부는 베이스 프레임에 부설되어 있는 높이조절장치와, 상기 높이조절장치의 상단에 부설되는 피스톤 제어장치와, 상기 피스톤 제어장치에 의하여 전후진이 가능한 피스톤이 장착되어 있는 방사노즐장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 피스톤 제어장치는 모터, 상기 모터에 연결된 볼스크류, 상기 볼스크류에 연결된 커플링, 및 상기 커플링에 연결된 피스톤 이송대를 포함하며,
    상기 피스톤 이송대에 상기 방사노즐장치의 피스톤이 연결되어 상기 모터의 회전에 따라서 상기 피스톤이 전후로 이동되는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체 성형장치.
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