WO2014189196A1 - 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치 및 세포 자극방법 - Google Patents

3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치 및 세포 자극방법 Download PDF

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WO2014189196A1
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frame
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ultrasonic
inner frame
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김한성
박지형
서종범
엄시내
손정우
신태민
서동현
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연세대학교 원주산학협력단
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    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/16—Vibrating; Shaking; Tilting

Definitions

  • the present invention relates to a cell stimulation device and a cell stimulation method using a three-dimensional rotator and ultrasound, and more specifically, to prepare a countermeasure against the adverse effects on the cells under microgravity, a stimulation device and stimulation to stimulate the cells using ultrasound It is about a method.
  • the present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method using the apparatus having an ultrasonic output unit coupled to a three-dimensional rotator to study countermeasures against adverse effects occurring in humans under microgravity. To provide.
  • the present invention is an experimental device for research and countermeasures on the adverse effect on human under microgravity
  • the support plate, the support member is coupled to one side of the upper surface of the support plate
  • four members The outer frame is installed so as to be rotated about one axis between the two support members spaced apart at regular intervals in a combined rectangular frame shape, and the rotation direction of the outer frame in the inner space of the outer frame in a rectangular frame shape in which the four members are coupled
  • the inner frame is installed to be rotated about a vertical axial direction
  • the culture plate for culturing cells to be fixed to the inner space of the inner frame, and is installed on one side of the support plate or the support member to be connected to the outer frame to rotate
  • the first motor unit for transmitting power and one side of the outer surface of the outer frame
  • a second motor part connected to the inner frame to transmit rotational power
  • a control part electrically connected to the first motor part and the second motor part to control the first motor part and the second motor part, and fixed from the upper surface of the
  • the ultrasonic output unit is installed on one side of the fixing hole of the output fixing member, and connected to the ultrasonic output unit of the culture plate.
  • the present invention is an experimental method for studying the adverse effects on humans under microgravity, and the countermeasures, including: (a) a support plate, a support member coupled to one side of the upper surface of the support plate, and a four-member rectangular frame shape
  • the outer frame is installed so as to be rotated about one axis between the two support members spaced apart by a predetermined interval and the rectangular frame shape of the four members are coupled to the axial direction perpendicular to the rotation direction of the outer frame in the outer space
  • the inner frame is installed to be rotated to the center, the first motor portion is connected to the outer frame to be installed on one side of the support plate or the support member to transmit the rotational power, and the inner frame is installed on one side of the outer surface of the outer frame
  • installing in the laboratory a three-dimensional rotor comprising a second motor unit for transmitting rotational power, and (b) a cell;
  • the present invention not only can study the adverse effects that occur in humans under microgravity but also has the advantage of studying the countermeasures for the effects.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a cell stimulation device of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating that the control unit and the ultrasonic apparatus are connected to FIG. 1.
  • Figure 4 is a perspective view showing that the ultrasonic output unit is coupled to the output unit fixing member of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a cell stimulation method of the present invention.
  • control unit 700 control unit
  • ultrasonic output unit 850 ultrasonic device
  • FIG. 1 is a perspective view showing a cell stimulation device of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating that the control unit and the ultrasonic apparatus are connected to FIG. 1.
  • Figure 4 is a perspective view showing that the ultrasonic output unit is coupled to the output unit fixing member of the present invention.
  • the present invention relates to a cell stimulation device (10) using a three-dimensional rotator and ultrasonic waves, and in detail, in the experimental device for research and countermeasures on adverse effects on humans under microgravity, the support plate (100) and one end An outer frame installed to rotate about one axis between the support member 200 coupled to one side of the upper surface of the support plate 100 and two support members 200 spaced apart at regular intervals in a rectangular frame shape in which four members are coupled.
  • an inner frame 400 which is installed to be rotated about an axial direction perpendicular to the rotation direction of the outer frame 300 in an inner space of the outer frame 300 in a rectangular frame shape in which four members are coupled; It is installed to be fixed to the inner space of the inner frame 400 culture plate 500 for culturing cells, and the outer frame 300 to be installed on one side of the support plate 100 or the support member 200
  • a first motor unit 600 connected to transmit rotational power
  • a second motor unit 650 connected to the inner frame 400 to transmit rotational power to be installed at one side of an outer surface of the outer frame 300
  • a control unit 700 electrically connected to the first motor unit 600 and the second motor unit 650 to control the first motor unit 600 and the second motor unit 650, and an upper surface of the culture plate 500.
  • Ultrasonic output unit 820 is installed on one side, and is connected to the ultrasonic output unit 820, characterized in that consisting of an ultrasonic device 850 for stimulating the cells of the culture plate (500).
  • the present invention is the support plate 100, the support member 200, the outer frame 300, the inner frame 400, the culture plate 500, the first motor unit 600, the second motor unit 650, the control unit ( 700, a cell stimulator 10 including an output part fixing member 800, an ultrasonic output part 820, and an ultrasonic device 850.
  • the present invention looks at the effect on the cells under microgravity and has developed a device for stimulating the cells cultured under microgravity under the ultrasonic apparatus 850 to solve the problem.
  • the present invention can study a method that can eliminate the adverse effects on humans in space environment.
  • the base plate 100 is an existing plate in which the cell stimulation apparatus 10 of the present invention is set.
  • any material can be used as long as the cell stimulation device 10 is a flat plate for setting, and if the device of the present invention is set in a certain structure or box, it means the bottom of the structure or box.
  • the support member 200 is a member that supports the outer frame 300 to be described later, one end of which is coupled to one side of the upper surface of the support plate 100. In addition, the other end of the support member 200 has a first rotating hole 210 is drilled to facilitate the coupling with the outer frame 300.
  • the support member 200 is made of a conventional plate member for supporting the frame, and any material can be used as long as it satisfies the required strength.
  • the outer frame 300 is installed to be rotated about one axis between two support members 200 spaced at regular intervals in a rectangular frame shape in which four members are coupled.
  • the outer frame 300 has a second rotary hole 310 is drilled on one side of each member to facilitate the coupling of the components. That is, the outer frame 300 is rotated about the first rotary shaft 900 by the first rotary shaft 900, one end of which is installed through the first rotary hole 210 and the second rotary hole 310. It is easily coupled with the support member 200 to enable this. If the external frame 300 satisfies the strength required to be rotated together each time the first rotation shaft 900 is rotated, various materials may be used.
  • the inner frame 400 has a rectangular frame shape in which four members are coupled to the inner frame 300 so as to be rotated about an axial direction perpendicular to the rotation direction of the outer frame 300.
  • the inner frame 400 has a third rotary hole 410 is drilled on one side of each member to facilitate the coupling of the components. That is, the inner frame 400 is rotated about the second rotating shaft 950 by the second rotating shaft 950, one end of which is installed through the third rotating hole 410 and the second rotating hole 310.
  • the outer frame 300 is installed in the inner space to enable this.
  • the second rotary shaft 950 and the first rotary shaft 900 are installed in a direction orthogonal to each other, and when viewed from the outer frame 300 as a reference, the second rotary shaft 950 is a member on which the first rotary shaft 900 is installed. It is installed in an orthogonal member.
  • various materials may be used.
  • the culture plate 500 is a place where the cells are cultured to be fixedly installed in the inner space of the inner frame 400.
  • the culture plate 500 is configured to allow the cells in the culture plate 500 to be cultured under space, that is, microgravity, by the rotation of the outer frame 300 and the inner frame 400.
  • the culture plate 500 is a conventional plate used when culturing cells.
  • the first motor unit 600 is installed on one side of the support plate 100 or the support member 200 and is connected to the external frame 300 to transmit rotational power.
  • the first motor unit 600 is controlled by the control unit 700 to be described later is one configuration to allow the cells cultured in the culture plate 500 to be cultured in a microgravity environment. That is, the cells of the culture plate 500 may be cultured in the microgravity environment by the second motor unit 650 and the first motor unit 600 described later.
  • the first motor unit 600 is a three-dimensional rotator in which the outer frame 300 is connected to the other end of the first rotating shaft 900 and the first belt 910 so that the outer frame 300 is rotated about the first rotating shaft 900. In general, the motor used is used.
  • the second motor unit 650 is installed on one side of the outer surface of the outer frame 300 and is connected to the inner frame 400 to transmit rotational power.
  • the second motor unit 650 is controlled by the control unit 700 to be described later is one configuration to allow the cells cultured in the culture plate 500 to be cultured in a microgravity environment.
  • the second motor unit 650 is a three-dimensional rotor having a structure in which the inner frame 400 is connected to the other end of the second rotation shaft 950 and the second belt 960 so as to rotate about the second rotation shaft 950. In general, the motor used is used.
  • the present invention in order to easily transmit the rotational force of the first motor unit 600 and the second motor unit 650 of the first rotary gear 920 and the second rotary shaft 950 of the other end of the first rotary shaft 900
  • the second rotary gear 970 may be installed at the other end. That is, the first rotary gear 920 and the second rotary gear 970 are respectively installed on the first rotary shaft 900 and the second rotary shaft 950 to the first motor portion 600 and the second motor portion 650. It makes it possible to transmit the torque that is transmitted from The first rotary gear 920 and the second rotary gear 970 is connected to the motor is used a conventional gear for transmitting the rotational force.
  • the control unit 700 is electrically connected to the first motor unit 600 and the second motor unit 650 to connect the first motor unit 600 and the second motor unit 650. It is a configuration to control.
  • the control unit 700 rotates the inner frame 400 and the outer frame 300 so that the cells of the culture plate 500 can be cultured under the microgravity of the first motor unit 600 and the second motor unit 650. It is a device to control the rotation.
  • the control unit 700 may be conventionally used in a variety of devices, but a computer is used to facilitate control.
  • the computer used for the control unit 700 is provided with a program for controlling the first motor unit 600 and the second motor unit 650 so that the cells of the culture plate 500 can be cultured under microgravity.
  • the output fixing member 800 is fixed to the inner frame 400 so as to be spaced apart from the top surface of the culture plate 500 by a fixed length 810 in the longitudinal direction. One end or both ends of the output part fixing member 800 is installed to be fixed to one side of the upper surface of the inner frame 400.
  • the output unit fixing member 800 may be used in various forms and materials if the ultrasonic output unit 820 is installed and can be fixed to the upper surface of the inner frame 400.
  • the ultrasonic output unit 820 is installed at one side of the fixing hole 810 of the output unit fixing member 800 is an apparatus for giving ultrasonic stimulation to the cells cultured in the culture plate 500.
  • the ultrasound output unit 820 is a device that is commonly used to output the ultrasound in the ultrasound treatment field.
  • the ultrasonic apparatus 850 is connected to the ultrasonic output unit 820 and is a conventional ultrasonic apparatus configured to stimulate cells of the culture plate 500.
  • the ultrasonic apparatus 850 is a device that stimulates the cells at various intensities in order to eliminate the adverse effects of the cells under microgravity. That is, the ultrasonic apparatus 850 stimulates the cells with various intensities (such as the duration of the ultrasonic pulse and the pulse repetition frequency) according to the change of the cells under the microgravity to study the optimum ultrasonic intensity that can eliminate the adverse effects of the cells under the microgravity. can do.
  • the first rotary shaft 900 and the second rotary shaft 950 used in the present invention may be a slip ring.
  • the control unit 700, the first motor unit 600, and the second motor unit 650 may be directly connected, but the control unit 700, the first motor unit 600, and the second motor unit ( It is preferable that the electric wire is installed through the slip ring so that the electric wire connecting the 650 is not twisted even when the frame is rotated.
  • the ultrasonic output unit 820 and the ultrasonic apparatus 850 may be directly connected, but the electric line connecting the ultrasonic output unit 820 and the ultrasonic apparatus 850 may not be twisted even when the frame is rotated. It is preferable to penetrate the inside of this slip ring.
  • the first rotating shaft 900 and the second rotating shaft 950 are used as slip rings, the wiring of the first motor part 600, the second motor part 650, and the ultrasonic output part 820 is complicated. It does not need to be installed and does not get twisted by the rotation of the frame, so that the lines are not broken.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a cell stimulation method of the present invention.
  • the present invention relates to a cell stimulation method using a three-dimensional rotator and ultrasonic waves, and in detail, in an experimental method for research and countermeasures for adverse effects on humans under microgravity, (a) the support plate 100 and one end An outer frame installed to rotate about one axis between the support member 200 coupled to one side of the upper surface of the support plate 100 and two support members 200 spaced at regular intervals in a rectangular frame shape in which four members are coupled.
  • the first motor portion 600 of mine Installing a three-dimensional rotator consisting of a second motor unit 650 connected to the sub-frame 400 to transmit the rotational power in the laboratory, and (b) a culture plate 500 for culturing the cells to the inner frame
  • the ultrasonic output unit 820 is fixed to one side of the fixing hole 810 long in the longitudinal direction culture plate (500)
  • the present invention relates to a cell stimulation method using a three-dimensional rotator and ultrasonic waves is a method consisting of the steps (a) to (f). That is, the present invention relates to a method for stimulating cells using the cell stimulation device 10, and relates to a cell stimulation method for studying the adverse effects on the cells in a space environment, that is, microgravity environment and the countermeasures thereof. The description of the components that are not described herein is to be described in the cell stimulation apparatus 10.
  • Step (a) comprises a support plate 100, the support member 200, the outer frame 300, the inner frame 400, the first motor unit 600, the second motor unit 650 consisting of a laboratory or constant This is the step to set in place.
  • Step (b) is a step in which the culture plate 500 for culturing the cells is fixed to the inner space of the inner frame 400.
  • the culture plate 500 is fixed inside the inner frame 400 so as not to be separated from the inner frame 400 during rotation of the inner frame 400.
  • Step (c) is a step of fixing the output part fixing member 800 in which the ultrasonic output unit 820 is fixed to the inner frame 400 so as to be spaced apart from the upper surface of the culture plate 500 by a predetermined interval.
  • the output fixing member 800 is fixed to the upper surface of the inner frame 400 so as not to be separated from the inner frame 400 when the inner frame 400 rotates.
  • Step (d) is a step of electrically connecting the control unit 700 to the first motor unit 600 and the second motor unit 650 so that the wires are not twisted when the frames are rotated.
  • Step (e) is a step of connecting the ultrasonic output unit 820 and the ultrasonic apparatus 850 so that the wires are not twisted when the frames are rotated.
  • Step (f) is a step of stimulating the cells in the culture plate 500 by operating the control unit 700 and the ultrasonic apparatus 850.
  • Step (f) is a step of operating the control unit 700 and the ultrasonic apparatus 850 in order to study the adverse effects of the cells and the countermeasures in the microgravity environment.
  • the present invention is the first rotary hole 210 which is drilled at the other end of the support member 200, the second rotary hole 310 which is drilled at one side of each member of the outer frame 300, and the inner frame 400
  • the third rotating hole 410 which is drilled on one side of each member, one end of the first rotating shaft 900 and one end is installed through the first rotating hole 210 and the second rotating hole 310 and the second end
  • the first motor 600 is the outer frame 300 is the first rotary shaft 900 Is connected to the other end of the first rotary shaft 900 by the first belt 910, the second motor portion 650 so that the inner frame 400 is rotated about the second rotary shaft 950
  • the other end of the second rotary shaft 950 may be connected to the second belt 960.
  • the present invention in order to easily transmit the rotational force of the first motor unit 600 and the second motor unit 650 of the first rotary gear 920 and the second rotary shaft 950 of the other end of the first rotary shaft 900
  • the second rotary gear 970 may be installed at the other end.
  • first rotary shaft 900 and the second rotary shaft 950 are slip rings, which can prevent twisting of wires wired therein.

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Abstract

본원발명은 미세중력하에서 인간에 미치는 악영향에 관한 연구와 대책을 연구하는 실험장치에 있어서, 받침판과, 일단이 받침판 상면 일측에 결합되는 지지부재와, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 지지부재 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 외부프레임과, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 외부프레임 내부공간에 상기 외부프레임의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 내부프레임과, 내부프레임의 내부공간에 고정되게 설치되는 것으로 세포를 배양시키는 배양플레이트와, 받침판 또는 지지부재의 일측에 설치되는 것으로 외부프레임과 연결되어 회전동력을 전달하는 제1모터부와, 외부프레임의 외측면 일측에 설치되는 것으로 내부프레임과 연결되어 회전동력을 전달하는 제2모터부, 제1모터부와 제2모터부에 전기적으로 연결되어 제1모터부와 제2모터부를 제어하는 제어부와, 배양플레이트 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 내부프레임에 고정되는 것으로 길이방향으로 고정장공이 길게 뚫려 있는 출력부고정부재와, 출력부고정부재의 고정장공 일측에 설치되는 초음파출력부 및, 초음파출력부에 연결되어 배양플레이트의 세포를 자극시키는 초음파장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치에 관한 것이다. 또한 본원발명은 미세중력하에서 인간에 미치는 악영향에 관한 연구와 대책을 연구하는 실험방법에 있어서, (a) 받침판과, 일단이 받침판 상면 일측에 결합되는 지지부재와, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 지지부재 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 외부프레임과, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 외부프레임 내부공간에 외부프레임의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 내부프레임과, 받침판 또는 지지부재의 일측에 설치되는 것으로 외부프레임과 연결되어 회전동력을 전달하는 제1모터부와, 외부프레임의 외측면 일측에 설치되는 것으로 내부프레임과 연결되어 회전동력을 전달하는 제2모터부로 구성되는 3차원 회전기를 실험실에 설치하는 단계와, (b) 세포를 배양시키는 배양플레이트를 내부프레임의 내부공간에 고정되는 단계와, (c) 길이방향으로 고정장공이 길게 뚫려 있는 일측에 초음파출력부가 고정되어 있는 출력부고정부재를 배양플레이트 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 내부프레임에 고정되는 단계와, (d) 제1모터부와 제2모터부에 제어부를 연결시키는 단계와, (e) 초음파출력부와 초음파장치를 연결시키는 단계 및, (f) 제어부와 초음파장치를 작동시켜 배양플레이트에 있는 세포를 자극하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극방법에 관한 것이다.

Description

3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치 및 세포 자극방법
본원발명은 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치 및 세포 자극방법에 관한 것으로 상세하게는 미세중력하에서 세포에 미치는 악영향에 대한 대응책을 마련하기 위하여 세포에 초음파를 이용하여 자극을 주는 자극장치 및 자극방법에 관한 것이다.
최근 국내외에서 유인 우주비행 프로젝트와 이와 연관된 우주생명과학 분야에 많은 관심이 집중되고 있다.
유인 화성탐사의 경우 지구에 귀환하기까지 약 2년 반이 소요되는 만큼 인체가 우주 환경에 장기간 노출되게 되면 생체조직은 크게 변화하게 되고 이에 따라 우주에서의 임무수행에도 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 인체의 가장 중요한 조직 중 하나인 뼈는 우주에 체류 시 골밀도가 한 달에 약 1%씩 감소하게 되어 장기간 우주에 체류시 심각한 문제가 생길 수 있다.
따라서, 우주프로젝트를 성공적으로 진행시키기 위해서는 우주환경의 마이크로중력 하에서 인간에게 발생될 수 있는 나쁜 영향과 상기 영향을 최소화 할 수 있는 대응책을 마련하여야 한다.
상기와 같은 우주환경에서의 영향을 연구하기 위하여 미국공개특허 제2005-028650 A1호와 같이 3차원 회전기를 이용하여 많은 연구가 진행되고 있으나 상기 우주환경 즉 미세중력하에서 발생되는 나쁜 영향에 대한 대응책에 관한 연구를 할 수 있는 실험장치는 거의 없는 실정이다. 그중에서도 인간의 근골격계의 손실을 평가하고 그 대응책을 개발할 수 있는 장치는 없는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 본 발명의 목적은 미세중력하에서 인간에게 발생되는 나쁜 영향에 대한 대응책을 연구할 수 있도록 3차원 회전기에 초음파 출력부가 결합된 장치 및 상기 장치를 이용하는 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본원발명은 미세중력하에서 인간에 미치는 악영향에 관한 연구와 대책을 연구하는 실험장치에 있어서, 받침판과, 일단이 받침판 상면 일측에 결합되는 지지부재와, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 지지부재 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 외부프레임과, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 외부프레임 내부공간에 상기 외부프레임의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 내부프레임과, 내부프레임의 내부공간에 고정되게 설치되는 것으로 세포를 배양시키는 배양플레이트와, 받침판 또는 지지부재의 일측에 설치되는 것으로 외부프레임과 연결되어 회전동력을 전달하는 제1모터부와, 외부프레임의 외측면 일측에 설치되는 것으로 내부프레임과 연결되어 회전동력을 전달하는 제2모터부, 제1모터부와 제2모터부에 전기적으로 연결되어 제1모터부와 제2모터부를 제어하는 제어부와, 배양플레이트 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 내부프레임에 고정되는 것으로 길이방향으로 고정장공이 길게 뚫려 있는 출력부고정부재와, 출력부고정부재의 고정장공 일측에 설치되는 초음파출력부 및, 초음파출력부에 연결되어 배양플레이트의 세포를 자극시키는 초음파장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치를 제공한다.
또한 본원발명은 미세중력하에서 인간에 미치는 악영향에 관한 연구와 대책을 연구하는 실험방법에 있어서, (a) 받침판과, 일단이 받침판 상면 일측에 결합되는 지지부재와, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 지지부재 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 외부프레임과, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 외부프레임 내부공간에 외부프레임의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 내부프레임과, 받침판 또는 지지부재의 일측에 설치되는 것으로 외부프레임과 연결되어 회전동력을 전달하는 제1모터부와, 외부프레임의 외측면 일측에 설치되는 것으로 내부프레임과 연결되어 회전동력을 전달하는 제2모터부로 구성되는 3차원 회전기를 실험실에 설치하는 단계와, (b) 세포를 배양시키는 배양플레이트를 내부프레임의 내부공간에 고정되는 단계와, (c) 길이방향으로 고정장공이 길게 뚫려 있는 일측에 초음파출력부가 고정되어 있는 출력부고정부재를 배양플레이트 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 내부프레임에 고정되는 단계와, (d) 제1모터부와 제2모터부에 제어부를 연결시키는 단계와, (e) 초음파출력부와 초음파장치를 연결시키는 단계 및, (f) 제어부와 초음파장치를 작동시켜 배양플레이트에 있는 세포를 자극하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극방법을 제공한다.
본원발명은 미세중력하에서 인간에 발생되는 악영향에 관한여 연구할 수 있을뿐만 아니라 상기 영향에 관한 대응책을 연구할 수 있는 장점이 있다.
즉, 우주로 나아가지 않더라도 우주환경과 비슷한 환경을 만들어 우주생활에 있어서 인간에 미치는 악영향과 이에 관한 대응책을 공동으로 연구할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본원발명의 세포 자극장치를 나타내는 사시도이다.
도2는 도1의 분해 사시도이다.
도3은 도1에서 제어부와 초음파장치가 연결된 것을 나타내는 사시도이다.
도4는 본원발명의 출력부고정부재에 초음파출력부가 결합된 것을 나타내는 사시도이다.
도5는 본원발명의 세포 자극방법을 나타내는 순서도이다.
-부호의 설명-
10 : 세포 자극장치
100 : 받침판
200 : 지지부재 210 : 제1회전공
300 : 외부프레임 310 : 제2회전공
400 : 내부프레임 410 : 제3회전공
500 : 배양플레이트
600 : 제1모터부
650 : 제2모터부
700 : 제어부
800 : 출력부고정부재 810 : 고정장공
820 : 초음파출력부 850 : 초음파장치
900 : 제1회전축
910 : 제1벨트 920 : 제1회전기어
950 : 제2회전축
960 : 제2벨트 970 : 제2회전기어
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치 및 세포 자극방법의 구체적인 내용을 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본원발명의 세포 자극장치를 나타내는 사시도이고, 도2는 도1의 분해 사시도이다.
도3은 도1에서 제어부와 초음파장치가 연결된 것을 나타내는 사시도이다. 도4는 본원발명의 출력부고정부재에 초음파출력부가 결합된 것을 나타내는 사시도이다.
본원발명은 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치(10)에 관한 것으로 상세하게는 미세중력하에서 인간에 미치는 악영향에 관한 연구와 대책을 연구하는 실험장치에 있어서, 받침판(100)과, 일단이 받침판(100) 상면 일측에 결합되는 지지부재(200)과, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 지지부재(200) 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 외부프레임(300)과, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 외부프레임(300) 내부공간에 상기 외부프레임(300)의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 내부프레임(400)과, 내부프레임(400)의 내부공간에 고정되게 설치되는 것으로 세포를 배양시키는 배양플레이트(500)와, 받침판(100) 또는 지지부재(200)의 일측에 설치되는 것으로 외부프레임(300)과 연결되어 회전동력을 전달하는 제1모터부(600)와, 외부프레임(300)의 외측면 일측에 설치되는 것으로 내부프레임(400)과 연결되어 회전동력을 전달하는 제2모터부(650), 제1모터부(600)와 제2모터부(650)에 전기적으로 연결되어 제1모터부(600)와 제2모터부(650)를 제어하는 제어부(700)와, 배양플레이트(500) 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 내부프레임(400)에 고정되는 것으로 길이방향으로 고정장공(810)이 길게 뚫려 있는 출력부고정부재(800)와, 출력부고정부재(800)의 고정장공(810) 일측에 설치되는 초음파출력부(820) 및, 초음파출력부(820)에 연결되어 배양플레이트(500)의 세포를 자극시키는 초음파장치(850)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본원발명은 받침판(100), 지지부재(200), 외부프레임(300), 내부프레임(400), 배양플레이트(500), 제1모터부(600), 제2모터부(650), 제어부(700), 출력부고정부재(800), 초음파출력부(820), 초음파장치(850)로 구성되는 세포 자극장치(10)에 관한 것이다.
최근 국내외에서 유인 우주비행 프로젝트와 이와 연관된 우주생명과학 분야에 많은 관심이 집중되고 있다. 유인 화성탐사의 경우 지구에 귀환하기까지 약 2년 반이 소요되는 만큼 인체가 우주 환경에 장기간 노출되게 되면 생체조직은 크게 변화하게 되고 이에 따라 우주에서의 임무수행에도 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 인체의 가장 중요한 조직 중 하나인 뼈는 우주에 체류 시 골밀도가 한 달에 약 1%씩 감소하게 되어 장기간 우주에 체류시 심각한 문제가 생길 수 있다.
따라서, 우주프로젝트를 성공적으로 진행시키기 위해서는 우주환경의 마이크로중력 하에서 인간에게 발생될 수 있는 나쁜 영향과 상기 영향을 최소화 할 수 있는 대응책을 마련하여야 한다.
상기와 같은 우주환경에서의 영향을 연구하기 위하여 미국공개특허 제2005-028650 A1호와 같이 3차원 회전기를 이용하여 많은 연구가 진행되고 있으나 상기 우주환경 즉 미세중력하에서 발생되는 나쁜 영향에 대한 대응책에 관한 연구를 할 수 있는 실험장치는 거의 없는 실정이다. 그중에서도 인간의 근골격계의 손실을 평가하고 그 대응책을 개발할 수 있는 장치는 없는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 극복하고자 본원발명에서는 미세중력하에서 세포에 미치는 영향을 살펴보고 이의 문제점을 해결하고자 미세중력하에서 배양되는 세포에 초음파장치(850)를 통해 자극을 주는 장치를 개발하였다. 즉, 본원발명으로 인해 우주환경에서 인간에 미칠 수 있는 악영향을 제거할 수 있는 방법을 연구할 수 있다.
받침판(100)은 본원발명의 세포 자극장치(10)가 셋팅되는 기존적인 판이다. 통상적으로 세포 자극장치(10)가 셋팅되기 위한 평평한 판이면 어떠한 재료든지 사용이 가능하고 본원발명의 장치가 일정한 구조물 또는 상자에 셋팅되면 상기 구조물 또는 상자의 밑 바닥을 의미한다.
지지부재(200)는 뒤에서 설명하는 외부프레임(300)을 지지하는 부재로 일단이 받침판(100) 상면 일측에 결합되는 부재이다. 또한 지지부재(200)의 타단에는 외부프레임(300)과 결합이 용이하도록 제1회전공(210)이 뚫려 있다. 지지부재(200)는 프레임을 지지하기 위한 통상적인 판부재로 되어 있는 것으로 소요되는 강도를 만족하면 어떠한 재료든지 사용이 가능하다.
외부프레임(300)은 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 지지부재(200) 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치된다. 외부프레임(300)은 구성들의 결합이 용이하도록 각부재의 일측에 제2회전공(310)이 뚫려 있다. 즉, 외부프레임(300)은 일단이 상기 제1회전공(210)과 상기 제2회전공(310)을 관통하여 설치되는 제1회전축(900)에 의하여 제1회전축(900)을 중심으로 회전이 가능하도록 지지부재(200)와 용이하게 결합된다. 외부프레임(300)은 제1회전축(900)이 회전될 때 마다 같이 회전되는 구성으로 소요되는 강도를 만족하면 다양한 재료가 사용될 수 있다.
내부프레임(400)은 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 외부프레임(300) 내부공간에 상기 외부프레임(300)의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치된다. 내부프레임(400)은 구성들의 결합이 용이하도록 마주보는 각 부재의 일측에 각각 제3회전공(410)이 뚫려 있다. 즉, 내부프레임(400)은 일단이 상기 제3회전공(410)과 상기 제2회전공(310)을 관통하여 설치되는 제2회전축(950)에 의하여 제2회전축(950)을 중심으로 회전이 가능하도록 외부프레임(300) 내부공간에 설치된다. 제2회전축(950)과 제1회전축(900)은 서로 직교되는 방향으로 설치되는 것으로 외부프레임(300)을 기준으로 봤을 때 제2회전축(950)은 제1회전축(900)이 설치되는 부재와 직교되는 부재에 설치된다. 내부프레임(400)은 제2회전축(950)이 회전될 때 마다 같이 회전되는 구성으로 소요되는 강도를 만족하면 다양한 재료가 사용될 수 있다.
배양플레이트(500)는 내부프레임(400)의 내부공간에 고정되게 설치되는 것으로 세포를 배양시키는 곳이다. 배양플레이트(500)는 상기 외부프레임(300)과 내부프레임(400)의 회전에 의하여 배양플레이트(500)에 있는 세포를 우주환경 즉 미세중력하에서 배양 할 수 있도록 하는 구성이다. 배양플레이트(500)는 세포를 배양할 때 쓰이는 통상적이 플레이트가 사용된다.
제1모터부(600)는 받침판(100) 또는 지지부재(200)의 일측에 설치되는 것으로 외부프레임(300)과 연결되어 회전동력을 전달하는 구성이다. 제1모터부(600)는 뒤에서 설명하는 제어부(700)에 의하여 제어되어 배양플레이트(500)에서 배양되는 세포가 미세중력 환경 속에서 배양되도록 하는 하나의 구성이다. 즉, 뒤에서 설명하는 제2모터부(650)와 제1모터부(600)에 의하여 배양플레이트(500)의 세포가 미세중력 환경 속에서 배양될 수 있다. 제1모터부(600)는 외부프레임(300)이 제1회전축(900)을 중심으로 회전되도록 상기 제1회전축(900)의 타단과 제1벨트(910)로 연결되어 있는 구성으로 3차원 회전기에서 통상적으로 사용하고 있는 모터가 사용된다.
제2모터부(650)는 외부프레임(300)의 외측면 일측에 설치되는 것으로 내부프레임(400)과 연결되어 회전동력을 전달하는 구성이다. 제2모터부(650)는 뒤에서 설명하는 제어부(700)에 의하여 제어되어 배양플레이트(500)에서 배양되는 세포가 미세중력 환경 속에서 배양되도록 하는 하나의 구성이다. 제2모터부(650)는 내부프레임(400)이 제2회전축(950)을 중심으로 회전되도록 상기 제2회전축(950)의 타단과 제2벨트(960)로 연결되어 있는 구성으로 3차원 회전기에서 통상적으로 사용하고 있는 모터가 사용된다.
본원발명은 제1모터부(600)와 제2모터부(650)의 회전력을 용이하게 전달하기 위하여 제1회전축(900)의 타단에 제1회전기어(920)와 제2회전축(950)의 타단에 제2회전기어(970)를 설치할 수 있다. 즉 제1회전기어(920)와 제2회전기어(970)는 제1회전축(900)과 제2회전축(950)에 각각 설치되어 제1모터부(600)와 제2모터부(650)로 부터 전달되는 회전력을 좀 더 확실하게 전달할 수 있게 한다. 제1회전기어(920)와 제2회전기어(970)는 모터와 연결되어 회전력을 전달하는 통상적인 기어가 사용된다.
제어부(700)는, 도3에 도시된 바와 같이, 제1모터부(600)와 제2모터부(650)에 전기적으로 연결되어 제1모터부(600)와 제2모터부(650)를 제어하는 구성이다. 제어부(700)는 내부프레임(400)과 외부프레임(300)을 회전시켜 배양플레이트(500)의 세포가 미세중력하에서 배양될 수 있도록 제1모터부(600)와 제2모터부(650)의 회전을 제어하는 장치이다. 제어부(700)는 통상적으로 다양한 장치가 사용될 수 있으나 제어가 용이하도록 컴퓨터가 사용된다. 제어부(700)에 사용되는 컴퓨터는 배양플레이트(500)의 세포가 미세중력하에서 배양될 수 있도록 제1모터부(600)와 제2모터부(650)를 제어하는 프로그램이 설치되어 있다.
출력부고정부재(800)는 배양플레이(500)트 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 내부프레임(400)에 고정되는 것으로 길이방향으로 고정장공(810)이 길게 뚫려있는 구성이다. 출력부고정부재(800)는 일단 또는 양단이 내부프레임(400)의 상면 일측에 고정되어 설치된다. 출력부고정부재(800)는 초음파출력부(820)가 설치되어 내부프레임(400)의 상면에 고정될 수 있으면 다양한 형태와 재료가 사용될 수 있다.
초음파출력부(820)는 출력부고정부재(800)의 고정장공(810) 일측에 설치되어 배양플레이트(500)에서 배양되는 세포에 초음파 자극을 주는 장치이다. 초음파출력부(820)는 초음파 치료분야에서 초음파를 출력하기 위하여 통상적으로 사용되는 장치가 사용된다.
초음파장치(850)는, 도3에 도시된 바와 같이, 초음파출력부(820)에 연결되어 배양플레이트(500)의 세포를 자극시키기 위한 구성으로 통상적인 초음파 장치이다. 초음파장치(850)는 미세중력하에서 세포의 악영향을 없애기 위하여 다양한 세기로 세포에 자극을 주는 장치이다. 즉 초음파장치(850)는 미세중력하에서 세포의 변화에 따라 다양한 세기(초음파 펄스 및 펄스 반복 주파수의 지속시간 등)로 세포를 자극하여 미세중력하에서 세포의 악영향을 없애 수 있는 최적의 초음파 세기를 연구할 수 있다.
본원발명에서 사용되는 제1회전축(900)과 제2회전축(950)은 슬립링으로 되어 있을 수 있다. 도3에 도시된 바와 같이 제어부(700)와 제1모터부(600), 제2모터부(650)가 바로 연결될 수도 있으나 제어부(700)와 제1모터부(600), 제2모터부(650)를 연결하는 전기선이 프레임의 회전시에도 꼬이지 않도록 전기선이 슬립링 내부를 관통하여 설치되는 것이 바람직하다. 또한 도3에 도시된 바와 같이 초음파출력부(820)와 초음파장치(850)가 바로 연결될 수도 있으나 초음파출력부(820)와 초음파장치(850)를 연결하는 전기선이 프레임의 회전시에도 꼬이지 않도록 전기선이 슬립링 내부를 관통하여 설치되는 것이 바람직하다. 본원발명에서 제1회전축(900)과 제2회전축(950)이 슬립링으로 사용됨으로 인해 제1모터부(600),제2모터부(650), 초음파출력부(820)에 관한 배선이 복잡하게 설치되지 않아도되고 프레임의 회전에 의해서도 꼬이지 않아 선들이 파손되는 일이 없다.
도5는 본원발명의 세포 자극방법을 나타내는 순서도이다.
본원발명은 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극방법에 관한 것으로 상세하게는 미세중력하에서 인간에 미치는 악영향에 관한 연구와 대책을 연구하는 실험방법에 있어서, (a) 받침판(100)과, 일단이 받침판(100) 상면 일측에 결합되는 지지부재(200)와, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 지지부재(200) 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 외부프레임(300)과, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 외부프레임(300) 내부공간에 외부프레임(300)의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 내부프레임(400)과, 받침판(100) 또는 지지부재(200)의 일측에 설치되는 것으로 외부프레임(300)과 연결되어 회전동력을 전달하는 제1모터부(600)와, 외부프레임(300)의 외측면 일측에 설치되는 것으로 내부프레임(400)과 연결되어 회전동력을 전달하는 제2모터부(650)로 구성되는 3차원 회전기를 실험실에 설치하는 단계와, (b) 세포를 배양시키는 배양플레이트(500)를 내부프레임(400)의 내부공간에 고정되는 단계와, (c) 길이방향으로 고정장공(810)이 길게 뚫려 있는 일측에 초음파출력부(820)가 고정되어 있는 출력부고정부재(800)를 배양플레이트(500) 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 내부프레임(400)에 고정되는 단계와, (d) 제1모터부(600)와 제2모터부(650)에 제어부(700)를 연결시키는 단계와, (e) 초음파출력부(820)와 초음파장치(850)를 연결시키는 단계 및, (f) 제어부(700)와 초음파장치(850)를 작동시켜 배양플레이트(500)에 있는 세포를 자극하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본원발명은 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극방법에 관한 것으로 (a) 내지 (f)단계로 구성되어 있는 방법이다. 즉, 본원발명은 상기 세포 자극장치(10)를 이용하여 세포를 자극하는 방법에 관한 것으로 우주환경 즉 미세중력환경하에서 세포에 미치는 악영향과 이에 관한 대응책을 연구하기 위한 세포 자극방법에 관한 것이다. 여기에서 설명되어 지지 않는 구성들의 설명은 상기 세포 자극장치(10)에서 설명되어 진 것으로 한다.
(a)단계는 받침판(100), 지지부재(200), 외부프레임(300), 내부프레임(400), 제1모터부(600), 제2모터부(650)로 구성된 장치를 실험실 또는 일정한 장소에 셋팅하는 단계이다.
(b)단계는 세포를 배양시키는 배양플레이트(500)를 내부프레임(400)의 내부공간에 고정되는 단계이다. 배양플레이트(500)는 내부프레임(400)의 회전시 내부프레임(400)에서 이탈되지 않도록 내부프레임(400)의 내부에 고정된다.
(c)단계는 초음파출력부(820)가 고정되어 있는 출력부고정부재(800)를 배양플레이(500)트 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 내부프레임(400)에 고정되는 단계이다. 출력부고정부재(800)는 내부프레임(400)의 회전시 내부프레임(400)에서 이탈되지 않도록 내부프레임(400)의 상면에 고정된다.
(d)단계는 제1모터부(600)와 제2모터부(650)에 전기적으로 제어부(700)를 연결시키는 단계로서 프레임들이 회전시 배선이 꼬이지 않도록 배선된다.
(e)단계는 초음파출력부(820)와 초음파장치(850)를 연결시키는 단계로서 프레임들이 회전시 배선이 꼬이지 않도록 배선된다.
(f)단계는 제어부(700)와 초음파장치(850)를 작동시켜 배양플레이트(500)에 있는 세포를 자극하는 단계이다. (f)단계는 미세중력환경하에서 세포의 악영향과 이에 관한 대책을 연구하기 위하여 제어부(700)와 초음파장치(850)를 작동시켜 연구하는 단계이다.
본원발명은 지지부재(200)의 타단에 뚫려 있는 제1회전공(210)과, 외부프레임(300)의 각 부재들의 일측에 뚫려 있는 제2회전공(310)과, 내부프레임(400)의 각 부재들의 일측에 뚫려 있는 제3회전공(410)과, 일단이 제1회전공(210)과 제2회전공(310)을 관통하여 설치되는 제1회전축(900) 및 일단이 제2회전공(310)과 제3회전공(410)을 관통하여 설치되는 제2회전축(950)을 더 포함하여 구성되되, 제1모터부(600)는 외부프레임(300)이 제1회전축(900)을 중심으로 회전되도록 제1회전축(900)의 타단에 제1벨트(910)로 연결되어 있고, 제2모터부(650)는 내부프레임(400)이 제2회전축(950)을 중심으로 회전되도록 제2회전축(950)의 타단에 제2벨트(960)로 연결되어 있을 수 있다. 본원발명은 제1모터부(600)와 제2모터부(650)의 회전력을 용이하게 전달하기 위하여 제1회전축(900)의 타단에 제1회전기어(920)와 제2회전축(950)의 타단에 제2회전기어(970)를 설치할 수 있다.
본원발명에서 구성간의 결합을 명확하게 하고 결합을 용이하게 하기 위하여 상기 구성들을 추가될 수 있는 것으로 상기 세포 자극장치(10)에 상세히 설명되어 있다.
또한 제1회전축(900)과 제2회전축(950)은 슬립링으로 되어 있어 내부에 배선되는 선의 꼬임을 방지할 수 있다.
이상으로 본 발명에 따른 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치 및 세포 자극방법의 바람직한 실시예를 설명하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.

Claims (8)

  1. 미세중력하에서 인간에 미치는 악영향에 관한 연구와 대책을 연구하는 실험장치에 있어서,
    받침판(100);
    일단이 상기 받침판(100) 상면 일측에 결합되는 지지부재(200);
    4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 상기 지지부재(200) 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 외부프레임(300);
    4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 상기 외부프레임(300) 내부공간에 상기 외부프레임(300)의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 내부프레임(400);
    상기 내부프레임(400)의 내부공간에 고정되게 설치되는 것으로 세포를 배양시키는 배양플레이트(500);
    상기 받침판(100) 또는 상기 지지부재(200)의 일측에 설치되는 것으로 상기 외부프레임(300)과 연결되어 회전동력을 전달하는 제1모터부(600);
    상기 외부프레임(300)의 외측면 일측에 설치되는 것으로 상기 내부프레임(400)과 연결되어 회전동력을 전달하는 제2모터부(650);
    상기 제1모터부(600)와 상기 제2모터부(650)에 전기적으로 연결되어 상기 제1모터부(600)와 상기 제2모터부(650)를 제어하는 제어부(700);
    상기 배양플레이트(500) 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 상기 내부프레임(400)에 고정되는 것으로 길이방향으로 고정장공(810)이 길게 뚫려 있는 출력부고정부재(800);
    상기 출력부고정부재(800)의 고정장공(810) 일측에 설치되는 초음파출력부(820); 및
    상기 초음파출력부(820)에 연결되어 상기 배양플레이트(500)의 세포를 자극시키는 초음파장치(850)로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재(200)의 타단에 뚫려 있는 제1회전공(210);
    상기 외부프레임(300)의 각 부재들의 일측에 뚫려 있는 제2회전공(310);
    상기 내부프레임(400)의 각 부재들의 일측에 뚫려 있는 제3회전공(410);
    일단이 상기 제1회전공(210)과 상기 제2회전공(310)을 관통하여 설치되는 제1회전축(900); 및
    일단이 상기 제2회전공(310)과 상기 제3회전공(410)을 관통하여 설치되는 제2회전축(950)을 더 포함하여 구성되되,
    상기 제1모터부(600)는 상기 외부프레임(300)이 상기 제1회전축(900)을 중심으로 회전되도록 상기 제1회전축(900)의 타단에 제1벨트(910)로 연결되어 있고,
    상기 제2모터부(650)는 상기 내부프레임(400)이 상기 제2회전축(950)을 중심으로 회전되도록 상기 제2회전축(950)의 타단에 제2벨트(960)로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1회전축(900)과 상기 제2회전축(950)은 슬립링으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1회전축(900)의 타단에 설치되는 제1회전기어(920);
    상기 제2회전축(950)의 타단에 설치되는 제2회전기어(970)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극장치.
  5. 미세중력하에서 인간에 미치는 악영향에 관한 연구와 대책을 연구하는 실험방법에 있어서,
    (a) 받침판(100)과, 일단이 상기 받침판(100) 상면 일측에 결합되는 지지부재(200)와, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 일정간격 이격되어 설치된 2개의 상기 지지부재(200) 사이에 일축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 외부프레임(300)과, 4개의 부재가 결합된 사각틀 형상으로 상기 외부프레임(300) 내부공간에 상기 외부프레임(300)의 회전방향과 수직되는 축방향을 중심으로 회전되도록 설치되는 내부프레임(400)과, 상기 받침판(100) 또는 상기 지지부재(200)의 일측에 설치되는 것으로 상기 외부프레임(300)과 연결되어 회전동력을 전달하는 제1모터부(600)와, 상기 외부프레임(300)의 외측면 일측에 설치되는 것으로 상기 내부프레임(400)과 연결되어 회전동력을 전달하는 제2모터부(650)로 구성되는 3차원 회전기를 실험실에 설치하는 단계;
    (b) 세포를 배양시키는 배양플레이트(500)를 상기 내부프레임(400)의 내부공간에 고정되는 단계;
    (c) 길이방향으로 고정장공(810)이 길게 뚫려 있는 일측에 초음파출력부(820)가 고정되어 있는 출력부고정부재(800)를 상기 배양플레이트(500) 상면으로 부터 일정간격 이격되게 설치되도록 상기 내부프레임(400)에 고정되는 단계;
    (d) 상기 제1모터부(600)와 상기 제2모터부(650)가 제어부(700)에 연결되는 단계;
    (e) 상기 초음파출력부(820)가 초음파장치와 연결되는 단계; 및
    (f) 상기 제어부(700)와 상기 초음파장치(850)를 작동시켜 상기 배양플레이트(500)에 있는 세포를 자극하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극방법
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지부재(200)의 타단에 뚫려 있는 제1회전공(210);
    상기 외부프레임(300)의 각 부재들의 일측에 뚫려 있는 제2회전공(310);
    상기 내부프레임(400)의 각 부재들의 일측에 뚫려 있는 제3회전공(410);
    일단이 상기 제1회전공(210)과 상기 제2회전공(310)을 관통하여 설치되는 제1회전축(900); 및
    일단이 상기 제2회전공(310)과 상기 제3회전공(410)을 관통하여 설치되는 제2회전축(950)을 더 포함하여 구성되되,
    상기 제1모터부(600)는 상기 외부프레임(300)이 상기 제1회전축(900)을 중심으로 회전되도록 상기 제1회전축(900)의 타단에 제1벨트(910)로 연결되어 있고,
    상기 제2모터부(650)는 상기 내부프레임(400)이 상기 제2회전축(950)을 중심으로 회전되도록 상기 제2회전축(950)의 타단에 제2벨트(960)로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1회전축(900)과 상기 제2회전축(950)은 슬립링으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1회전축(900)의 타단에 설치되는 제1회전기어(920); 및
    상기 제2회전축(950)의 타단에 설치되는 제2회전기어(970)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 회전기와 초음파를 이용한 세포 자극방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109679848A (zh) * 2018-12-28 2019-04-26 合肥中科干细胞再生医学有限公司 一种多能干细胞的培养装置及该装置的应用
CN113075392A (zh) * 2019-12-18 2021-07-06 北部湾大学 一种实验室超声波生物处理装置的机体结构

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7212028B2 (ja) * 2017-07-13 2023-01-24 グライナー バイオ‐ワン ノース アメリカ，インコーポレイテッド 撮像用の培養プレート
US10533150B1 (en) * 2017-11-07 2020-01-14 John Drew Ericsson Electromagnetic biostimulation apparatus and method
KR102074585B1 (ko) * 2018-08-27 2020-02-06 김태헌 몰드 회전 장치
CN110004046B (zh) * 2019-03-27 2023-11-24 中国人民解放军第四军医大学 一种基于三维旋转的变重力细胞实验装置
IT201900012696A1 (it) 2019-07-23 2021-01-23 Scuola Superiore Santanna Supporto per colture cellulari per stimolazione ultrasonica controllata
CN110747123A (zh) * 2019-10-28 2020-02-04 北京航空航天大学 一种体外细胞培养装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007178356A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Japan Health Science Foundation 骨質を評価する方法，骨質の評価キット，骨質劣化予防又は改善剤のスクリーニング方法，及び骨質劣化予防又は改善剤のスクリーニング用キット
WO2007076965A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-12 Cfs Germany Gmbh Schneidlinie für stanzen
WO2010003207A1 (en) * 2008-07-08 2010-01-14 União Brasileira De Educação E Assistência-Mantenetedora Da Pucrs Incubator device and cultivation process for fish and other animals
US20120115224A1 (en) * 2009-04-13 2012-05-10 Louis Yuge Culture methods of bone marrow stromal cells and mesenchymal stem cells, and manufacture method of graft cells for central nerve system diseases therapy

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6854364B1 (en) 2003-08-04 2005-02-15 James Tassano Screw hook socket
DE602006012734D1 (de) * 2005-12-30 2010-04-15 Drugmode Aps Bioreaktor für die zell- und gewebekultur
US8962290B2 (en) * 2008-08-26 2015-02-24 Intelligentnano Inc. Enhanced animal cell growth using ultrasound
CN101914438B (zh) * 2010-08-12 2013-07-10 中山大学 一种低强度脉冲超声波辅助下的旋转管式细胞培养系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007076965A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-12 Cfs Germany Gmbh Schneidlinie für stanzen
JP2007178356A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Japan Health Science Foundation 骨質を評価する方法，骨質の評価キット，骨質劣化予防又は改善剤のスクリーニング方法，及び骨質劣化予防又は改善剤のスクリーニング用キット
WO2010003207A1 (en) * 2008-07-08 2010-01-14 União Brasileira De Educação E Assistência-Mantenetedora Da Pucrs Incubator device and cultivation process for fish and other animals
US20120115224A1 (en) * 2009-04-13 2012-05-10 Louis Yuge Culture methods of bone marrow stromal cells and mesenchymal stem cells, and manufacture method of graft cells for central nerve system diseases therapy

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109679848A (zh) * 2018-12-28 2019-04-26 合肥中科干细胞再生医学有限公司 一种多能干细胞的培养装置及该装置的应用
CN113075392A (zh) * 2019-12-18 2021-07-06 北部湾大学 一种实验室超声波生物处理装置的机体结构
CN113075392B (zh) * 2019-12-18 2021-11-26 北部湾大学 一种实验室超声波生物处理装置的机体结构

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