WO2020076094A1 - 3d 바이오프린터 및 이의 운용 방법 - Google Patents

3d 바이오프린터 및 이의 운용 방법 Download PDF

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WO2020076094A1
WO2020076094A1 PCT/KR2019/013292 KR2019013292W WO2020076094A1 WO 2020076094 A1 WO2020076094 A1 WO 2020076094A1 KR 2019013292 W KR2019013292 W KR 2019013292W WO 2020076094 A1 WO2020076094 A1 WO 2020076094A1
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biomaterial
nozzle
unit
bioprinter
pipette
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PCT/KR2019/013292
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김성훈
김대산
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재단법인 의약바이오컨버젼스연구단
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    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature

Definitions

  • the present invention relates to a 3D bioprinter and a method for operating the same, and to a 3D bioprinter having a plurality of nozzles and a method for operating the same.
  • 3D bioprinting which is an application and development field of 3D printing technology, is based on 3D printing technology, and an extracellular matrix such as collagen (hereinafter referred to as ECM) or a bio ink imitating it (bio- Ink) is a technology that combines cells and other biomaterials to create the desired shape.
  • ECM extracellular matrix
  • bio- Ink bio ink imitating it
  • Such 3D bioprinting configures the ECM or bioink in a desired shape, and cultivates cells required for the ECM or bioink to produce a biological organ or tissue having the same function as the actual one.
  • One of the most important issues in 3D bioprinting is to keep cells and biomaterials as materials as stable and usable as possible so that cells can function continuously without dying.
  • the biomaterial is very sensitive to various environmental conditions such as temperature and pressure, and does not have a specific shape unlike polymers for general 3D printers, when using a conventional 3D bio printer, it is difficult to manufacture in a required shape.
  • cell viability and stability are significantly reduced due to inducing large stress on the cells.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2017-0001444 (January 2017.04.
  • the object of the present invention is to use a plurality of nozzles to output cells and ECM or bioinks at different temperatures and pressures, minimizing stress on the cells, greatly increasing survival and stability, and in a required form. It is to provide a 3D bioprinter that can be manufactured and a method for operating the same.
  • 3D bioprinter for achieving the above object is a case; An output stage disposed inside the case; A first nozzle unit receiving a first biomaterial and discharging it to the output stage; At least one storage stage disposed inside the case and at least one second biomaterial is disposed; A second nozzle unit which sucks the at least one biomaterial disposed on the storage stage and outputs it to the output stage; A driving arm unit coupled to the first nozzle unit and the second nozzle unit to move the first nozzle unit and the second nozzle unit; And a control unit controlling the driving arm unit and the first nozzle unit and the second nozzle unit.
  • the 3D bioprinter is a case; An output stage disposed inside the case; A first nozzle unit receiving a first biomaterial and discharging it to the output stage; At least one storage stage disposed inside the case and at least one second biomaterial is disposed; A second nozzle unit which sucks the at least one biomaterial disposed on the storage stage and outputs it to the output stage; A driving arm unit coupled to the first nozzle unit and the second nozzle unit to move the first nozzle unit and the second nozzle unit; And a control unit that controls the driving arm unit and the first nozzle unit and the second nozzle unit.
  • the 3D bioprinter is a case; An output stage disposed inside the case; A first nozzle unit receiving a first biomaterial and discharging it to the output stage; At least one storage stage disposed inside the case and at least one second biomaterial is disposed; A second nozzle unit which sucks the at least one biomaterial disposed on the storage stage and outputs it to the output stage; A driving arm unit coupled to the first nozzle unit and the second nozzle unit to move the first nozzle unit and the second nozzle unit; And a control unit that controls the driving arm unit and the first nozzle unit and the second nozzle unit.
  • the second nozzle unit may include at least one pipette unit that sucks and discharges a corresponding second biomaterial among the at least one second biomaterial; It may include a pipette portion holder for fixing the at least one pipette portion to the driving arm.
  • Each of the at least one pipette portion includes a pipette nozzle, a piezoelectric element, and a solenoid valve, a pipette that inhales or discharges the second biomaterial in a predetermined micro unit under the control of the control unit; It may include, the pressure pipe connected to the pipette; And a pipette driving unit for adjusting the internal pressure of the pressure pipe to inhale or discharge the second biomaterial in an amount exceeding the amount of suction and discharge specified in the pipette.
  • the pipette part holder may include a pipette fixing part which is fixed separately from the pressure pipe and the pipette driving part so that the pipette of the at least one pipette part is replaceable.
  • the 3D bioprinter includes a washing unit for washing and drying the second nozzle unit inside the case; It may further include, the washing unit ultrasonic cleaner for washing the second nozzle unit; A water supply and drainage pump for supplying and draining the washing solution to the ultrasonic cleaner; And it may include a vacuum pump for drying the second nozzle portion.
  • the at least one storage stage may include a temperature control member that is adjusted to a temperature corresponding to each of the at least one second biomaterial under control of the control unit.
  • the first nozzle unit may include a first nozzle that discharges the first biomaterial; A discharging driving part that pressurizes the first biomaterial to be discharged to the first nozzle; And it may include a discharge temperature control unit for controlling the temperature of the first bio-material discharged through the first nozzle.
  • the output stage may include a temperature control member whose temperature is controlled under the control of the control unit.
  • a method of operating a 3D bioprinter for achieving the above object includes: a control unit storing a setting for a 3D output object; Adjusting the temperature of each of the output stage and the storage stage disposed inside the case according to the setting by the control unit; A first nozzle unit receiving a first biomaterial under the control of the control unit and discharging it on the output stage: under control of the control unit, the second nozzle unit is disposed on at least one storage stage at least one second bio And suctioning the substance and outputting it to the output stage.
  • the method of operating the 3D bioprinter comprises: a control unit storing a setting for a 3D output object; Adjusting the temperature of each of the output stage and the storage stage disposed inside the case according to the setting by the control unit; A first nozzle unit receiving a first biomaterial under the control of the control unit and discharging it on the output stage: under control of the control unit, the second nozzle unit is disposed on at least one storage stage at least one second bio It may be composed of a step of sucking the substance, and outputting it to the output stage.
  • the method of operating the 3D bioprinter comprises: a control unit storing a setting for a 3D output object; Adjusting the temperature of each of the output stage and the storage stage disposed inside the case according to the setting by the control unit; A first nozzle unit receiving a first biomaterial under the control of the control unit and discharging it on the output stage: under control of the control unit, the second nozzle unit is disposed on at least one storage stage at least one second bio Inhaling the material, it may consist essentially of the step of outputting to the output stage.
  • the method of operating the 3D bioprinter includes the second nozzle before the second nozzle unit is moved to the storage stage to inhale the second biomaterial and after outputting the second biomaterial sucked in the output stage. It may further include the step of moving the part to the cleaning part further provided in the 3D bioprinter to clean.
  • the 3D bioprinter and its operation method include a plurality of nozzles, and stores and outputs different biomaterials such as cells, ECMs, or bioinks in each optimal environment, thereby allowing biomaterials to be stored.
  • at least one nozzle does not receive biomaterial through a supply pipe, but suctions and outputs it from a storage plate provided separately around the stage, so that the biomaterial can be output in a short time with a small pressure, resulting in viability of cells.
  • the stability should be greatly improved.
  • unnecessary waste can be reduced because there is no biomaterial remaining in the supply pipe.
  • 1 to 3 is a perspective view showing the appearance of a 3D bioprinter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 and 5 are perspective views showing the interior of the 3D bioprinter of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a top view showing the interior of the 3D bioprinter of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a front view showing the interior of the 3D bioprinter of FIG.
  • FIGS. 8A and 8B are perspective views showing the first nozzle unit.
  • 9A and 9B are perspective views showing the second nozzle unit.
  • FIG. 10 shows an actual implementation example of a 3D bioprinter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows a method of operating a 3D bioprinter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows an example of a biomaterial output using a 3D bioprinter according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are perspective views showing the interior of the 3D bioprinter of FIG. 1
  • FIG. 6 is 3D of FIG. 1 It is a top view showing the inside of the bioprinter.
  • FIG. 7 is a front view showing the inside of the 3D bioprinter of FIG. 1.
  • Figure 1 shows the outer appearance of the closed state
  • Figures 2 and 3 show perspective views viewed from different directions when the side is open.
  • FIGS. 4 and 5 show perspective views of the 3D bioprinter as viewed from different directions.
  • the 3D bioprinter 10 includes a case 100, an output stage 200, a storage stage 300, a driving arm 400, a first nozzle 500, and a second nozzle It includes a unit 600, and a control unit 800.
  • the case 100 includes a lower case 110, an upper case 120, and a support 170.
  • the output stage 200 and the storage stage 300 may be disposed on the upper portion of the lower case 110.
  • a cleaning unit 700 is further disposed on the upper portion of the lower case 110.
  • An air purifying means such as a HEPA filter and a fan is installed in the upper case 120 to prevent contamination of the case 100 when the outside air is introduced.
  • an ultraviolet lamp or the like may be additionally mounted.
  • a control unit 800 for controlling the 3D bioprinter 10 may be disposed inside the lower case 110 or the upper case 120.
  • a power switch 140 and a power lamp 150 may be disposed on the lower case 110 or the upper case 120, and an emergency stop button 160 for immediately stopping the operation of the 3D bioprinter 10, etc. It can be placed.
  • the door 130 is provided to open or isolate the work space inside the case 100, and the support 170 maintains a gap between the lower case 110 or the upper case 120.
  • the case 100 is illustrated as being implemented in a rectangular parallelepiped shape, but the case 100 may be implemented in various shapes such as a cylindrical shape.
  • the output stage 200 is a space in which the output of the 3D bioprinter 10 is formed, and the biomaterials output from the first nozzle unit 500 or the second nozzle unit 600 are stacked to form a required three-dimensional shape. Space, and is disposed on the upper surface of the lower case 110.
  • the output stage 200 includes a temperature control member 210 therein so that the state and conditions of the biomaterial can be maintained until the output of the biomaterial is completed.
  • the output stage 200 may adjust the temperature so that a state change of the first or second biomaterial output from the first nozzle unit 500 or the second nozzle unit 600 occurs.
  • the temperature control member 210 of the output stage 200 may maintain a specified temperature in order to cause polymerization of collagen to occur or to induce a reaction such as another protein or polymer. .
  • the temperature control member 210 may be output at a temperature lower than room temperature (25 ° C). It can be adjusted to stay.
  • the storage stage 300 is disposed on the upper surface of the lower case 110, and the sample container 320 in which the second biomaterial to be sucked and output from the second nozzle unit 600 is stored is disposed. And, although not shown, the interior of the storage stage 300, like the output stage 200, includes a temperature control member to store the second biomaterial in an optimal environment.
  • the sample container 320 may be formed to have a plurality of grooves in which the second biomaterial is stored separately, not as a single container. This allows the second biomaterial to be dispersed and stored in each of the plurality of grooves, thereby contaminating the second biomaterial even if the nozzle of the second nozzle unit 600 is repeatedly inserted for suction of the second biomaterial during the printing operation. This is to minimize things and keep them as stable as possible in an independent environment.
  • the sample container 320 in which the second biomaterial is stored may be placed immediately before the 3D bioprinter performs printing, so that the second biomaterial can be used in the best possible state.
  • the storage stage 300 may be provided in plural. This is for storing a plurality of different second biomaterials in each storage stage 300.
  • the temperature control member of each of the plurality of storage stages 300 may be individually controlled to store different second biomaterials in an optimal environment. That is, each of the plurality of storage stages 300 may be maintained at different temperatures.
  • the driving arm unit 400 is coupled to the first and second nozzle units 500 and 600, and is driven up and down and back and forth and left and right under the control of the control unit 800, and the first and second nozzle units 500 and 600. Move it to the required position.
  • the driving arm 400 may be configured by combining a plurality of driving motors to be driven up, down, front, rear, and right and left.
  • the driving arm unit 400 includes first to third driving arms 410 to 430.
  • Each of the first to third drive arms 410 to 430 includes a corresponding drive motor.
  • the first drive arm 410 moves the connected second drive arm 420 up and down, and the second drive arm 420 moves the connected third drive arm 430 from side to side.
  • the third driving arm 430 moves the combined first and second nozzle units 500 and 600 back and forth.
  • the first and second nozzle units 500 and 600 are moved up, down, left and right, and back and forth in all directions by the first to third driving arms 410 to 430.
  • the first nozzle unit 500 receives a first biomaterial such as ECM or bioink or a support material such as a polymer through a supply pipe from a storage (not shown) separately provided outside, and the approved first biomaterial or support The material is output on the output stage 200.
  • the reservoir in which the first biomaterial or supporting material is stored may be disposed inside the case 100, and in some cases, may be coupled to the driving arm 400.
  • the storage can also be combined with a temperature control member to stably store the first biomaterial.
  • the first biomaterial when the first biomaterial is a small amount, the first biomaterial may be stored in the first nozzle unit 500 implemented in the form of a syringe to be used for output. In this case, it can be used without a separate storage. In addition, it can be stably stored through a temperature control member attached to the first nozzle unit 500 itself.
  • the first nozzle unit 500 may be implemented as, for example, a dispenser to which a temperature control member is coupled.
  • the temperature regulating member may function as a cooler to stably store and discharge the first biomaterial when the first nozzle part 500 outputs the first biomaterial, and the first nozzle part 500 supports the material When outputting, it may function as a heater for melting the supporting material.
  • the first nozzle unit 500 is implemented as a separate module for outputting the first biomaterial or outputting the support material, and may be replaced by being combined depending on the material to be output. .
  • the first nozzle unit 500 is configured to output the first biomaterial.
  • the second nozzle unit 600 sucks the second biomaterial stored in the sample container 320 disposed on the storage stage 300 and outputs the sucked second biomaterial on the output stage 200. That is, unlike the first nozzle unit 500 receiving the material to be output through the supply pipe from the outside, the second nozzle unit 600 directly inhales the second biomaterial disposed on the storage stage 300 and then outputs it. Output to the stage 200.
  • 3D bioprinters are technologies that combine ECM or bioinks with cells and other biomaterials to create a desired shape.
  • the ECM or bio ink is a biomaterial for maintaining the shape of the output of the 3D bioprinter and providing an environment in which cells included in the output can survive. Therefore, the most important issue in 3D bioprinters is to enable cells to survive stably.
  • a first biomaterial such as ECM or bioink was mixed with a second biomaterial such as cells, and the storage and supply pipes were supplied and output.
  • the optimal environment for outputting the first biomaterial and the optimal environment for outputting the second biomaterial are very different, there is a problem that stability of at least one of the first and second biomaterials is not maintained. there was.
  • first and second biomaterials are stored in an isolated environment in a long-term storage container, it is difficult to supply appropriate nutrients. Due to this, there is a problem of poor survival.
  • temperature and pressure are representative environmental factors affecting cells when the 3D bioprinter is output, and when mixing and outputting the first and second biomaterials, there is a limit in optimizing both temperature and pressure.
  • the amount of the ECM or the bio-ink is usually very large compared to the cells. Therefore, it is necessary to optimize the output environment of the ECM or bio ink in order to form a stable output and the shape of the output, but in this case, there is a problem that the cell, which is the most important material, is greatly stressed by temperature and pressure.
  • the 3D bioprinter may include the first nozzle unit 500 and the second nozzle unit 600 to separately output each of the first biomaterial and the second biomaterial in an optimal environment.
  • the first nozzle unit 500 first outputs a first biomaterial such as ECM or bioink to form a required shape
  • the second nozzle unit 600 transfers a second biomaterial such as cells.
  • the output stage 200 also includes a temperature regulating member 210, so that the first biomaterial output first is adjusted to be an environment in which the cells can survive, thereby further enhancing the viability and stability of the cells.
  • the 3D bioprinter 10 of the present embodiment inhales only the second biomaterial stored on the storage stage 300 as needed by the second nozzle unit 600 and immediately outputs it on the output stage 200. By doing so, it is possible to inhale and output cells at a low pressure, thereby maximizing the viability and stability of the cells, and to avoid unnecessary consumption of cells.
  • the second nozzle unit 600 Since the second nozzle unit 600 sucks the second bio-material stored on the storage stage 300 and immediately outputs it on the output stage 200, the second bio-material only has a very short time for the second nozzle unit 600 ). Therefore, there is no need for a separate temperature control member. However, in order to further increase the stability of the cells, the second nozzle unit 600 may also include a temperature control member.
  • the washing unit 700 washes and dries the second nozzle unit 600 output by suctioning the second bio-material from the storage stage 300. This is to prevent contamination of the second nozzle unit 600 due to cells that have been previously sucked and not output.
  • the 3D bioprinter 10 is configured to output a plurality of different second biomaterials, the plurality of second biomaterials stored in the storage stage 300 are not mixed with each other.
  • the cleaning unit 700 may include an ultrasonic cleaner and a vacuum pump to clean and dry the second nozzle unit 600.
  • a water supply and drainage pump for supplying water to the ultrasonic cleaner may be additionally included. That is, the cleaning unit 700, after ultrasonic cleaning the second nozzle unit 600, drains the solution used for washing, supplies a new solution to prevent contamination of the second nozzle unit 600, and uses a vacuum pump By drying the second nozzle unit 600, the solution used for washing does not affect the cells.
  • water or alcohol may be used as a solution for washing, but is not limited thereto.
  • the control unit 800 adjusts the temperature of the output stage 200, the storage stage 300, and the first nozzle unit 500 according to a predetermined setting.
  • the control unit 800 may control the temperature control member 210 of the output stage 200 to adjust the temperature so that the state of the first or second biomaterial of the output stage 200 is stably maintained or a state change occurs. have.
  • the temperature control member (not shown) of the storage stage 300 is controlled to maintain the state of the second biomaterial disposed on the storage stage 300 as stably as possible.
  • the control unit 800 also controls the temperature adjusting member of the second nozzle unit 600.
  • control unit 800 controls the driving arm unit 400, the first nozzle unit 500, and the second nozzle unit 600 so that the first and second biomaterials are output on the output stage 200. .
  • the control unit 800 controls the driving arm unit 400 to move the first nozzle unit 500 to a specific position on the output stage 200, and outputs the first biomaterial supplied to the first nozzle unit 500
  • the first nozzle unit 500 may be controlled to be discharged to the stage 200.
  • control unit 800 controls the driving arm 400 to move the second nozzle unit 600 to the storage stage 300, and the second nozzle unit 600 moves the second biomaterial on the storage stage 300.
  • the second nozzle unit 600 is controlled to suck.
  • the driving arm unit 400 is controlled to move the second nozzle unit 600 to the position where the first biomaterial is output on the output stage 200.
  • the second nozzle unit 600 controls the second nozzle unit 600 to discharge the second biomaterial sucked by the second nozzle unit 600.
  • the washing unit The driving arm 400 may be controlled to move to the 700.
  • the control unit 800 drives the cleaning unit 700 to wash and dry the second nozzle unit 600.
  • the control unit 800 controls the first biomaterial and the second biomaterial to be alternately stacked alternately, so that the 3D bioprinter 10 can output a 3D-shaped output required.
  • the cable bay part 900 includes first to third cable bays 910 to 930 corresponding to each of the first to third driving arms 410 to 430.
  • the first to third cable bays 910 to 930 are driven when the corresponding driving arms of the first to third driving arms 410 to 430 are driven, and the driving arm 400 and the first and second nozzle parts 500,
  • the electric line for supplying a control signal transmitted from the power source and the control unit 800 serves as a guide of the line so as not to be an obstacle.
  • a method of driving an output stage and a method of driving a nozzle are mainly used to obtain an output of a desired shape. Since each method has advantages and disadvantages, it is typically used selectively according to manufacturing convenience.
  • the second nozzle unit 600 sucks the second biomaterial from the storage stage 300 disposed on the lower case 110 to output the output stage 200 It should be able to print on the image. Therefore, the method of driving the driving arm 400 is more efficient than the method of driving the output stage.
  • a problem such as an electric line for controlling it is disconnected by the driving of the driving arm 400 may occur.
  • the cable bay portion 900 is included, and the electric line is connected to each driving means through the interior of the first to third cable bays 910 to 930, so that failure due to the electric line is not generated. Do not.
  • FIGS. 8A and 8B are perspective views showing the first nozzle unit.
  • the first nozzle unit 500 includes a first nozzle 510, a nozzle temperature control member 520, a discharge driving unit 530, a heat radiating fan 540, and a heat sink 550 can do.
  • the first nozzle 510 discharges the first biomaterial supplied to the first nozzle unit 500 through the supply pipe to the output stage 200.
  • the first nozzle 510 may be implemented as a dispenser nozzle.
  • the discharge driving unit 530 pressurizes the first biomaterial introduced into the first nozzle unit 500 to be discharged through the first nozzle 510.
  • the discharge driving unit 530 may be implemented as a step motor, for example, to precisely control the amount of the first biomaterial discharged through the first nozzle 510.
  • the nozzle temperature control member 520 is stably stored by controlling the temperature of the first biomaterial introduced into the first nozzle unit 500, and the first biomaterial is stably discharged through the first nozzle 510. , So that the discharged first biomaterial can maintain the required shape on the output stage 200.
  • the nozzle temperature control member 520 may be adjusted to various temperatures according to the first biomaterial supplied, and for example, the temperature may be controlled within a temperature control range of -10 ° C to 80 ° C.
  • the nozzle temperature control member 520 may be a Peltier (Peltier) element that is a thermoelectric element to enable precise temperature control. That is, the nozzle temperature control member 520 may perform heating as well as cooling according to the first biomaterial using a Peltier element.
  • the first nozzle unit 500 receives and discharges the first biomaterial, but in some cases, the 3D bioprinter 10 also needs to output a support such as a polymer.
  • the support to which the nozzle temperature control member 520 is supplied may be melted and configured to be output to the first nozzle 510, wherein the nozzle temperature control member 520 is heated at a high temperature (for example, to melt the support). For example, 250 ° C).
  • the first nozzle unit 500 separately has a module for discharging the first biomaterial and a module for discharging the support. It may be provided and included in the 3D bioprinter 10 in the form of replacement.
  • the heat sink 540 and the heat sink fan 550 discharge heat generated from the nozzle temperature control member 520 to the outside, so that the nozzle temperature control member 520 can quickly cool the first biomaterial.
  • the nozzle temperature control member 520 may be used to prevent overheating.
  • the nozzle temperature control member 520, the heat radiation plate 540, and the heat radiation fan 550 may be viewed as discharge temperature control units.
  • a pressure regulator tube (not shown) for controlling the pressure inside the first nozzle unit 500 may be further connected to the first nozzle unit 500 by being connected to a separate pneumatic pump or the like. The pressure regulating tube is blocked when the 3D bioprinter 10 is not used to prevent contamination of the inside of the first nozzle unit 500.
  • 9A and 9B are perspective views showing the second nozzle unit.
  • the second nozzle part 600 is a pipette part holder 620 that secures at least one pipette part 610 and at least one pipette part 610 to a third driving arm 430. ).
  • the at least one pipette part 610 includes a pipette drive part 611, a pressure pipe 612, and a pipette 613.
  • the pipette 613 includes a pipette nozzle 613a to inhale or discharge a second biomaterial.
  • the second biomaterial such as cells is generally used in a relatively small amount compared to the first biomaterial such as ECM or bioink.
  • the first biomaterial is discharged to the correct position in the correct amount so that the cells can be stably cultivated on the ECM or the bio-ink while the first biomaterial is output to the output stage 200.
  • the pipette 613 may be implemented as a piezoelectric element using a piezoelectric effect and a solenoid valve to control suction or discharge of a second biomaterial in a small amount (eg, 0.1 nL unit). have.
  • the pipette driving unit 611 controls the pressure inside the pressure pipe 612 so that the pressure in the pressure pipe is transmitted to the pipette 613.
  • the pipette driving unit 611 reduces the pressure inside the pressure pipe so that the pipette 613 inhales the second biomaterial disposed on the storage stage, and remains after being discharged on the output stage 200 during washing.
  • the second biomaterial is discharged.
  • the pipette driving unit 611 may be implemented as, for example, a step motor.
  • a piston driven by the pipette driving unit 611 is disposed therein to convert the driving of the pipette driving unit 611 to pressure and transmit it to the pipette 613.
  • the pipette drive unit 611 and the pressure pipe 612 are provided to allow the pipette 613 to suck or discharge a large amount of second biomaterial that is difficult to suck and discharge on its own.
  • the pipette part holder 620 may be formed by separating the pipette fixing parts 621 and 622 so that the pipette 613, the pipette driving part 611, and the pressure pipe 612 can be separately mounted.
  • the pipette 613 may be replaced at any time to stably inhale and discharge the second biomaterial without contamination. At this time, it is very inefficient to replace the entire second nozzle unit. Accordingly, the pipette part holder 620 may be formed by separating the pipette fixing parts 621 and 622 to facilitate replacement of the pipette 613.
  • the second nozzle part 600 is provided with two pipette parts 610 to allow the second nozzle part 600 to inhale and output two different second biomaterials.
  • the 3D bioprinter according to an embodiment of the present invention can output a second biomaterial of different heterogeneity together with the first biomaterial to form an output.
  • first pipette fixing portion 621 and the second pipette fixing portion 622 are formed separately from the pipette holder 620, the pipette 613 of each of the two pipette portions 610 is sucked and washed. This is to ensure that it does not become a hindrance to the work.
  • FIG. 10 shows an actual implementation example of a 3D bioprinter according to an embodiment of the present invention.
  • the 3D bioprinter 10 receives the first biomaterial from the outside through the supply pipe and outputs it to the output stage 200.
  • the second nozzle unit 600 suctions the second bio-material stored in the storage stage 300 disposed on the upper surface of the lower case 110 together with the output stage 200, and then outputs it to the output stage 200.
  • the second biomaterial when the second biomaterial is to be output, it is sucked by the second nozzle unit 600 and immediately output to the output stage 200 stage. And it can be output to minimize the stress applied to the second biomaterial.
  • the second nozzle unit 600 is washed in the washing unit 700 before moving to the storage stage 300 to inhale the second biomaterial and after outputting the biomaterial sucked in the output stage 200. It is possible to prevent contamination and waste of the second biomaterial.
  • FIG. 11 shows a method of operating a 3D bioprinter according to an embodiment of the present invention.
  • the control unit 800 stores the settings for the 3D output target (S10).
  • the 3D output target is the output position and shape of the output to be output, the output shape and output order of the first biomaterial and at least one second biomaterial, the environment setting of each of the first biomaterial and the at least one second biomaterial, etc. This can be saved.
  • the control unit 800 adjusts the temperature of the output stage 200 according to the environment setting for the stored first biomaterial, and determines the temperature and discharge pressure of the first nozzle unit 500.
  • control unit 800 controls the environment for the second biomaterial (S30).
  • the control unit 800 controls the temperature of the storage stage 300 according to the environment setting for the stored second biomaterial, and each of the pipette portions 610 of the second nozzle unit 600 determines suction and discharge pressures. .
  • the control unit 800 controls the driving arm unit 400 to move the first nozzle unit 500 to a designated position on the output stage 200. Then, the first nozzle unit 500 is controlled to discharge the first biomaterial supplied from the first nozzle unit 500 at a pressure and temperature determined on the output stage 200 (S40). At this time, the control unit 800 controls the driving arm unit 400 such that the first nozzle unit 500 moves according to the shape of the designated output.
  • the control unit 800 controls the driving arm unit 400 to move the second nozzle unit 600 to the storage stage 300. Then, the second nozzle unit 600 is controlled to inhale the second biomaterial disposed on the storage stage 300. When the second nozzle unit 600 inhales the second amount of the biomaterial as required, the driving arm unit 400 is controlled again to move the second nozzle unit 600 to the designated position on the output stage 200. At this time, the second nozzle unit 600 may be located on the first biomaterial previously discharged on the output stage 200, and discharge the second biomaterial onto the first biomaterial under the control of the control unit 800. Can be stacked (S50).
  • control unit 800 is the second nozzle unit 600 before moving to the storage stage 300 for inhaling the second bio-material and after outputting the bio-material sucked in the output stage 200, the washing unit ( 700), the driving arm 400 may be controlled.
  • the control unit 800 may drive the cleaning unit 700 to wash and dry the second nozzle unit 600.
  • control unit 800 determines whether the output of the output is completed according to the output shape and output order of the set first biomaterial and at least one second biomaterial (S60). If the output of the printout is completed, printing is finished. However, if it is determined that the output has not been completed, the first biomaterial and at least one second biomaterial are further output and stacked according to a designated output order.
  • FIG. 12 shows an example of a biomaterial output using a 3D bioprinter according to an embodiment of the present invention.
  • the 3D bioprinter first outputs the first biomaterial to the optimized environment, thereby stably maintaining the shape of the output.
  • the survivability and stability of the second biomaterial can also be greatly improved.
  • Computer readable media herein can be any available media that can be accessed by a computer, and can also include any computer storage media.
  • Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data, and ROM (readable) Dedicated memory), RAM (random access memory), CD (compact disk) -ROM, DVD (digital video disk) -ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like.
  • the present invention relates to a 3D bioprinter and a method for operating the same, and to a 3D bioprinter having a plurality of nozzles and a method for operating the same.
  • This allows different biomaterials such as cells, ECM or bioinks to be stored and output in each optimal environment, thereby minimizing the stress applied to the biomaterials.
  • at least one nozzle does not receive biomaterial through a supply pipe, but suctions and outputs it from a storage plate provided separately around the stage, thereby greatly improving the viability and stability of the biomaterial and reducing unnecessary waste. It has high industrial applicability.
  • first drive arm 420 second drive arm
  • third drive arm 500 the first nozzle unit
  • first nozzle 520 nozzle temperature control member
  • discharge drive unit 540 heat sink
  • pipette section 611 pipette drive section
  • first cable bay 920 second cable bay

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Abstract

본 발명은 케이스, 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지, 제1 바이오물질을 공급받아 출력 스테이지에 토출하는 제1 노즐부, 케이스 내부에 배치되고, 적어도 하나의 제2 바이오물질이 배치되는 적어도 하나의 보관 스테이지, 보관 스테이지에 배치된 적어도 하나의 바이오물질을 흡입하여, 출력 스테이지에 출력하는 제2 노즐부, 제1 노즐부 및 제2 노즐부와 결합되어, 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 이동시키는 구동 암부 및 구동 암부와 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 제어하는 제어부를 포함하는 3D 바이오프린터 및 이의 운용 방법을 제공할 수 있다.

Description

3D 바이오프린터 및 이의 운용 방법
본 출원은 2018년 10월 10일에 출원된 대한민국 특허출원 제10-2018-0120479호를 우선권으로 주장하고, 상기 명세서 전체는 본 출원의 참고문헌이다.
본 발명은 3D 바이오프린터 및 이의 운용 방법에 관한 것으로, 다수의 노즐을 구비하는 3D 바이오프린터 및 이의 운용 방법에 관한 것이다.
3D 프린팅(3D printing) 기술의 응용 및 발전 분야인 3D 바이오프린팅(bioprinting)은 3D 프린트 기술을 기반으로 하여, 콜라겐과 같은 세포외기질(Extracellular Matrix: 이하 ECM) 또는 이를 모방한 바이오 잉크(bio-ink)를 세포 및 다른 바이오 물질(biomaterials)와 결합하여 원하는 형태를 만드는 기술이다. 현재 3D 바이오프린팅은 원하는 목적과 생물학적 환경에 맞추어 다양한 방법이 개발되고 있으며, 이와 더불어 다양한 바이오 잉크 역시 연구되고 있다.
이러한 3D 바이오프린팅은 ECM 또는 바이오 잉크를 원하는 형태로 구성하고, ECM 또는 바이오 잉크에 필요한 세포를 배양하여 실제와 같은 기능을 갖는 생체 기관 또는 조직을 제작한다. 3D 바이오프린팅에서 가장 중요한 이슈 중 하나는 세포가 죽지 않고 지속적으로 기능할 수 있도록, 재료가 되는 세포 및 바이오 물질을 최대한 안정하게 보관하고 사용 가능하도록 하는 것이다.
그러나 바이오 물질은 온도 및 압력과 같은 여러 환경 조건에 매우 민감하고, 일반적인 3D 프린터용 폴리머들과 달리 특정한 형태를 이루고 있지 않으므로, 기존의 3D 바이오 프린터를 이용할 경우, 필요로 하는 형태로 제조하기 어려울 뿐만 아니라 세포에 큰 스트레스를 유발하여 세포의 생존성과 안정성(cell viability and stability)이 크게 저하되는 문제가 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 공개 특허 제10-2017-0001444호 (2017.01.04. 공개)
본 발명의 목적은 다수의 노즐을 이용하여 세포와 ECM 또는 바이오잉크를 각각 다른 온도 및 압력으로 출력할 수 있도록 하여, 세포에 가해지는 스트레스를 최소화하여, 생존성과 안정성을 크게 높이면서 요구되는 형태로 제조할 수 있도록 하는 3D 바이오프린터 및 이의 운용 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터는 케이스; 상기 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지; 제1 바이오물질을 공급받아 상기 출력 스테이지에 토출하는 제1 노즐부; 상기 케이스 내부에 배치되고, 적어도 하나의 제2 바이오물질이 배치되는 적어도 하나의 보관 스테이지; 상기 보관 스테이지에 배치된 상기 적어도 하나의 바이오물질을 흡입하여, 상기 출력 스테이지에 출력하는 제2 노즐부; 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부와 결합되어, 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 이동시키는 구동 암부; 및 상기 구동 암부와 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 3D 바이오프린터는 케이스; 상기 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지; 제1 바이오물질을 공급받아 상기 출력 스테이지에 토출하는 제1 노즐부; 상기 케이스 내부에 배치되고, 적어도 하나의 제2 바이오물질이 배치되는 적어도 하나의 보관 스테이지; 상기 보관 스테이지에 배치된 상기 적어도 하나의 바이오물질을 흡입하여, 상기 출력 스테이지에 출력하는 제2 노즐부; 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부와 결합되어, 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 이동시키는 구동 암부; 및 상기 구동 암부와 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 제어하는 제어부로 구성될 수 있다.
또한, 상기 3D 바이오프린터는 케이스; 상기 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지; 제1 바이오물질을 공급받아 상기 출력 스테이지에 토출하는 제1 노즐부; 상기 케이스 내부에 배치되고, 적어도 하나의 제2 바이오물질이 배치되는 적어도 하나의 보관 스테이지; 상기 보관 스테이지에 배치된 상기 적어도 하나의 바이오물질을 흡입하여, 상기 출력 스테이지에 출력하는 제2 노즐부; 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부와 결합되어, 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 이동시키는 구동 암부; 및 상기 구동 암부와 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 제어하는 제어부로 필수적으로 구성될 수 있다.
상기 제2 노즐부는 상기 적어도 하나의 제2 바이오물질 중 대응하는 제2 바이오물질을 흡입 및 토출하는 적어도 하나의 피펫부; 상기 적어도 하나의 피펫부를 상기 구동 암부에 고정하는 피펫부 거치대를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 피펫부 각각은 피펫 노즐과 압전 소자 및 솔레노이드 밸브를 포함하여, 상기 제어부의 제어에 따라 기지정된 미소 단위로 상기 제2 바이오물질을 흡입 또는 토출하는 피펫; 을 포함할 수 있으며, 상기 피펫에 연결된 압력관; 및 상기 피펫에 지정된 흡입 및 토출 양을 초과하는 양의 상기 제2 바이오물질을 상기 피펫을 통해 흡입 또는 토출하기 위해, 상기 압력관의 내부 압력을 조절하는 피펫 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 피펫부 거치대는 상기 적어도 하나의 피펫부의 피펫이 교체 가능하도록 상기 압력관 및 피펫 구동부와 분리하여 고정하는 피펫 고정부를 포함할 수 있다.
상기 3D 바이오프린터는 상기 케이스 내부에 상기 제2 노즐부를 세척 및 건조시키는 세정부; 더 포함할 수 있고, 상기 세정부는 상기 제2 노즐부를 세척하는 초음파 세척기; 상기 초음파 세척기에 세척용 용액을 급수 및 배수하기 위한 급배수 펌프; 및 상기 제2 노즐부를 건조시키는 진공 펌프를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 보관 스테이지는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 적어도 하나의 제2 바이오물질 각각에 대응하는 온도로 조절되는 온도조절 부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 노즐부는 상기 제1 바이오물질을 토출하는 제1 노즐; 상기 제1 바이오물질이 상기 제1 노즐로 토출되도록 가압하는 토출 구동부; 및 상기 제1 노즐을 통해 토출되는 상기 제1 바이오물질의 온도를 조절하는 토출 온도조절부를 포함할 수 있다.
상기 출력 스테이지는 상기 제어부의 제어에 따라 온도가 조절되는 온도조절 부재를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 바이오프린터의 운용 방법은 제어부가 3D 출력 대상에 대한 설정을 저장하는 단계; 상기 제어부가 상기 설정에 따라 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지 및 보관 스테이지 각각의 온도를 조절하는 단계; 상기 제어부의 제어에 따라 제1 노즐부가 제1 바이오물질을 공급받아 상기 출력 스테이지 상에 토출하는 단계: 상기 제어부의 제어에 따라 제2 노즐부가 적어도 하나의 보관 스테이지에 배치된 적어도 하나의 제2 바이오물질을 흡입하여, 상기 출력 스테이지에 출력하는 단계를 포함한다.
또한 상기 3D 바이오프린터의 운용 방법은 제어부가 3D 출력 대상에 대한 설정을 저장하는 단계; 상기 제어부가 상기 설정에 따라 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지 및 보관 스테이지 각각의 온도를 조절하는 단계; 상기 제어부의 제어에 따라 제1 노즐부가 제1 바이오물질을 공급받아 상기 출력 스테이지 상에 토출하는 단계: 상기 제어부의 제어에 따라 제2 노즐부가 적어도 하나의 보관 스테이지에 배치된 적어도 하나의 제2 바이오물질을 흡입하여, 상기 출력 스테이지에 출력하는 단계로 구성될 수 있다.
또한 상기 3D 바이오프린터의 운용 방법은 제어부가 3D 출력 대상에 대한 설정을 저장하는 단계; 상기 제어부가 상기 설정에 따라 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지 및 보관 스테이지 각각의 온도를 조절하는 단계; 상기 제어부의 제어에 따라 제1 노즐부가 제1 바이오물질을 공급받아 상기 출력 스테이지 상에 토출하는 단계: 상기 제어부의 제어에 따라 제2 노즐부가 적어도 하나의 보관 스테이지에 배치된 적어도 하나의 제2 바이오물질을 흡입하여, 상기 출력 스테이지에 출력하는 단계로 필수적으로 구성될 수 있다.
상기 3D 바이오프린터의 운용 방법은 상기 제2 노즐부가 상기 제2 바이오물질을 흡입하기 위해 상기 보관 스테이지로 이동되기 이전 및 상기 출력 스테이지에서 흡입된 상기 제2 바이오물질을 출력한 이후, 상기 제2 노즐부를 상기 3D 바이오프린터에 추가로 구비된 세정부로 이동시켜 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 용어 ‘~을 포함하는(comprising)’이란 ‘함유하는’ 또는 ‘특징으로 하는’과 동일하게 사용되며, 방법에 있어서, 언급되지 않은 추가적인 방법 단계 등을 배제하지 않는다. 용어 ‘~로 구성되는(consisting of)’이란 별도로 기재되지 않은 추가적인 단계 등을 제외하는 것을 의미한다. 용어 ‘필수적으로 구성되는(essentially consisting of)’이란 방법의 범위에 있어서, 기재된 단계와 더불어 이의 기본적인 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 단계 등을 포함하는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 3D 바이오프린터 및 이의 운용 방법은 다수의 노즐을 포함하여, 세포, ECM 또는 바이오잉크 등의 서로 다른 바이오물질을 각각의 최적 환경에서 보관하고 출력하도록 하여, 바이오물질에 가해지는 스트레스를 최소화한다. 특히 적어도 하나의 노즐은 바이오물질을 공급관을 통해 공급받지 않고, 스테이지 주변에 별도로 구비된 보관 플레이트에서 흡입하여 출력하도록 함으로써, 적은 압력으로 짧은 시간에 바이오물질을 출력할 수 있도록 하여, 세포의 생존성과 안정성을 크게 높일 수 있도록 한다. 또한 공급관에 잔류하게 되는 바이오물질이 없으므로 불필요한 낭비를 줄일 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터의 외형을 나타내는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 3D 바이오프린터의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 1의 3D 바이오프린터의 내부를 나타내는 상면도이다.
도 7은 도 1의 3D 바이오프린터의 내부를 나타내는 정면도이다.
도 8a 및 도 8b는 제1 노즐부를 나타내는 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 제2 노즐부를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터의 실제 구현 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터의 운용 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터를 이용하여 출력된 바이오물질의 예를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터의 외형을 나타내는 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 1의 3D 바이오프린터의 내부를 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 1의 3D 바이오프린터의 내부를 나타내는 상면도이다. 그리고 도 7은 도 1의 3D 바이오프린터의 내부를 나타내는 정면도이다.
도 1 측면이 닫힌 상태의 외형을 나타내고, 도 2 및 도 3은 측면이 개방된 상태에서의 서로 다른 방향에서 바라본 사시도를 나타낸다. 그리고 도 4 및 도 5는 3D 바이오프린터의 내부를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도를 나타낸다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 3D 바이오프린터(10)는 케이스(100), 출력 스테이지(200), 보관 스테이지(300), 구동 암부(400), 제1 노즐부(500), 제2 노즐부(600), 및 제어부(800)를 포함한다.
케이스(100)는 하부 케이스(110), 상부 케이스(120), 지지대(170)를 포함한다. 하부 케이스(110)의 상부에는 출력 스테이지(200) 및 보관 스테이지(300)가 배치될 수 있다. 도시되지 않았으나, 하부 케이스(110)의 상부에는 세정부(700)가 더 배치된다.
상부 케이스(120)에는 헤파 필터와 팬 등과 같은 공기 정화 수단이 설치되어 외부 공기의 유입 시에 케이스(100) 내부의 오염을 방지할 수 있다. 또한 케이스 내부가 미생물이나 박테리아 등에 오염되는 것을 방지하기 위해, 자외선 램프 등이 추가로 장착될 수 있다.
하부 케이스(110) 또는 상부 케이스(120)의 내부에는 3D 바이오프린터(10)를 제어하기 위한 제어부(800)가 배치될 수 있다. 여기서는 일예로 제어부(800)가 하부 케이스(110)의 내부에 배치되는 것으로 가정하여 설명한다. 그리고 하부 케이스(110) 또는 상부 케이스(120)에는 전원 스위치(140) 및 전원 램프(150)가 배치될 수 있으며, 3D 바이오프린터(10)의 동작을 즉시 정지시키기 위한 긴급 정지 버튼(160) 등이 배치될 수 있다.
도어(130)는 케이스(100)의 내부의 작업 공간을 개방 또는 격리하기 위해 구비되며, 지지대(170)는 하부 케이스(110) 또는 상부 케이스(120) 사이의 간격을 유지하도록 한다.
여기서는 일예로 케이스(100)가 직육면체 형상으로 구현되는 것으로 도시하였으나, 케이스(100)는 원통 형상 등과 같이 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
출력 스테이지(200)는 3D 바이오프린터(10)의 출력물이 형성되는 공간으로, 제1 노즐부(500) 또는 제2 노즐부(600)에서 출력된 바이오물질이 적층되어 요구되는 3차원 형상으로 형성되는 공간이며, 하부 케이스(110)의 상부면에 배치된다. 여기서 출력 스테이지(200)는 바이오물질의 출력이 완료될 때까지 바이오물질의 상태 및 조건이 유지될 수 있도록 내부에 온도조절 부재(210)가 포함된다. 출력 스테이지(200)는 제1 노즐부(500) 또는 제2 노즐부(600)에서 출력되는 제1 또는 제2 바이오물질의 상태 변화가 발생하도록 온도를 조절할 수 있다. 일예로 출력 스테이지(200)의 온도조절 부재(210)는 콜라겐(collagen)의 중합반응(polymerization)이 발생되도록 하거나, 다른 단백질 또는 폴리머 등의 반응이 발생하도록 유도하기 위해, 지정된 온도를 유지할 수 있다.
일예로 온도조절 부재(210)는 출력된 제1 바이오물질이 형상을 안정적으로 유지하고, 제2 바이오물질의 생존성을 향상시키기 위해, 출력 스테이지(200)가 실온(25℃)보다 낮은 온도로 유지되도록 조절할 수 있다.
보관 스테이지(300)는 하부 케이스(110)의 상부면에 배치되고, 제2 노즐부(600)에서 흡입 및 출력될 제2 바이오물질이 보관된 시료 용기(320)가 배치된다. 그리고 도시되지 않았으나, 보관 스테이지(300)의 내부에는 출력 스테이지(200)와 마찬가지로 제2 바이오물질을 최적의 환경에서 보관할 수 있도록 온도조절 부재가 포함된다.
시료 용기(320)는 도시된 바와 같이, 단일 용기가 아니라 각각 구분되어 제2 바이오물질이 저장되는 다수의 홈을 갖도록 형성될 수 있다. 이는 다수의 홈 각각에 제2 바이오물질을 분산하여 저장할 수 있도록 함으로써, 프린팅 작업동안 제2 노즐부(600)의 노즐이 제2 바이오물질의 흡입을 위해 반복적으로 삽입되더라도 제2 바이오물질이 오염되는 것을 최소화하고, 독립적인 환경에서 최대한 안정적으로 유지할 수 있도록 하기 위함이다.
즉 세포 등의 제2 바이오물질을 보관 스테이지(300) 상에 배치되는 시료 용기(320)에 보관하기 때문에 원활한 영양분 공급이 가능하다. 이때 제2 바이오 물질이 보관된 시료 용기(320)는 3D 바이오프린터가 프린팅을 수행하기 직전에 배치될 수 있으므로, 제2 바이오물질을 가능한 최상의 상태에서 이용할 수 있도록 한다.
그리고 본 발명의 실시예에서 보관 스테이지(300)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개로 구비될 수 있다. 이는 각각의 보관 스테이지(300)에 서로 다른 다수의 제2 바이오물질을 각각 보관하기 위해서이다. 그리고 다수의 보관 스테이지(300) 각각의 온도조절 부재는 서로 다른 제2 바이오물질을 최적의 환경에서 보관할 수 있도록 개별 제어될 수 있다. 즉 다수의 보관 스테이지(300) 각각은 서로 다른 온도로 유지될 수 있다.
구동 암부(400)은 제1 및 제2 노즐부(500, 600)가 결합되고, 제어부(800)의 제어에 따라 상하 및 전후좌우로 구동되어, 제1 및 제2 노즐부(500, 600)를 필요한 위치로 이동시킨다. 구동 암부(400)은 상하 및 전후좌우로 구동되기 위해 다수의 구동 모터가 결합되어 구성될 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 구동 암부(400)은 제1 내지 제3 구동 암(410 ~ 430)을 포함한다. 제1 내지 제3 구동 암(410 ~ 430) 각각은 대응하는 구동 모터를 포함한다. 제1 구동 암(410)은 연결된 제2 구동 암(420)을 상하로 이동시키고, 제2 구동 암(420)은 연결된 제3 구동 암(430)을 좌우로 이동시킨다. 그리고 제3 구동 암(430)은 결합된 제1 및 제2 노즐부(500, 600)를 전후로 이동시킨다.
결과적으로 제1 내지 제3 구동 암(410 ~ 430)에 의해 제1 및 제2 노즐부(500, 600)는 상하, 좌우 및 전후 전방향으로 이동된다.
제1 노즐부(500)는 외부에 별도로 구비된 저장소(미도시)로부터 ECM, 바이오 잉크와 같은 제1 바이오물질 또는 폴리머와 같은 지지물질을 공급관을 통해 인가받아, 인가된 제1 바이오물질 또는 지지물질을 출력 스테이지(200) 상에 출력한다. 제1 바이오물질 또는 지지 물질이 저장되는 저장소는 케이스(100)의 내부에 배치될 수 있으며, 경우에 따라서는 구동 암부(400)에 결합될 수도 있다. 그리고 저장소 또한 제1 바이오물질이 안정적으로 보관할 수 있도록 온도 조절부재가 결합될 수 있다.
특히 제1 바이오물질이 소량인 경우, 실린지 형태로 구현되는 제1 노즐부(500)의 내부에 제1 바이오 물질을 보관하여 출력시 사용할 수 있다. 이 경우, 별도의 저장소가 없이도 사용 가능하다. 또한 제1 노즐부(500) 자체에 부착되어 있는 온도조절 부재를 통해서 안정적으로 보관 가능하다.
제1 노즐부(500)는 일예로 온도조절 부재가 결합된 디스펜서(dispenser)로 구현될 수 있다.
온도조절 부재는 제1 노즐부(500)가 제1 바이오물질을 출력하는 경우, 제1 바이오물질을 안정적으로 보관 및 토출하기 위해 냉각기로 기능할 수 있으며, 제1 노즐부(500)가 지지물질을 출력하는 경우, 지지물질을 용융(melting)시키기 위한 가열기로 기능할 수 있다. 경우에 따라서 제1 노즐부(500)는 제1 바이오물질을 출력하는 경우와 또는 지지물질을 출력하는 경우 각각이 구분된 별도의 모듈로 구현되고, 출력하고자 하는 물질에 따라 교체되어 결합될 수 있다.
여기서는 제1 노즐부(500)가 제1 바이오물질을 출력하기 위해 구성된 경우를 가정하여 도시하였다.
한편 제2 노즐부(600)는 보관 스테이지(300) 상에 배치된 시료 용기(320)에 저장된 제2 바이오물질을 흡입하고, 흡입된 제2 바이오물질을 출력 스테이지(200) 상에 출력한다. 즉 외부에서 공급관을 통해 출력할 물질을 공급받는 제1 노즐부(500)와 달리, 제2 노즐부(600)는 보관 스테이지(300) 상에 배치된 제2 바이오물질을 직접 흡입한 후, 출력 스테이지(200) 상에 출력한다.
상기한 바와 같이, 3D 바이오프린터는 ECM 또는 바이오 잉크를 세포 및 다른 바이오 물질(biomaterials)과 결합하여 원하는 형태를 만드는 기술이다. 여기서 ECM 또는 바이오 잉크는 3D 바이오프린터의 출력물의 형상을 유지하고, 출력물에 포함된 세포가 생존할 수 있는 환경을 제공하기 위한 바이오물질이다. 따라서 3D 바이오프린터에서 가장 중요한 이슈는 세포가 안정적으로 생존할 수 있도록 하는 것이다. 그러나 기존의 3D 바이오프린터에서는 ECM 또는 바이오 잉크와 같은 제1 바이오물질과 세포 등의 제2 바이오물질을 혼합하여 보관 및 공급관을 공급하여 출력하였다. 이 경우, 제1 바이오물질을 출력하기 위한 최적의 환경과 제2 바이오물질을 출력하기 위한 최적의 환경이 매우 상이하기 때문에, 제1 및 제2 바이오물질 중 적어도 하나의 안정성이 유지되지 않는 문제가 있었다.
또한, 제1 및 제2 바이오 물질이 장기간 보관용기에 있어 고립된 환경 속에 방치되어 있기 때문에 적절한 영양분의 공급이 어렵다. 이로 인해서 생존성이 떨어지는 문제가 있다.
즉 3D 바이오프린터의 출력 시에 세포에 영향을 주는 대표적 환경 요인으로는 온도 및 압력이 있으며, 제1 및 제2 바이오물질을 혼합하여 출력하는 경우, 온도 및 압력 모두를 최적화하는데 한계가 있다.
일예로 ECM 또는 바이오 잉크와 세포를 혼합하여 출력하는 경우, 통상적으로 ECM 또는 바이오 잉크의 양이 세포에 비해 매우 많다. 따라서 안정적인 출력 및 출력물의 형상을 필요한 형태로 형성하기 위해서 ECM 또는 바이오 잉크의 출력 환경을 최적화해야 하지만, 이 경우, 온도와 압력에 의해 가장 중요한 재료인 세포에 큰 스트레스를 주게 되는 문제가 있다.
그러나 세포의 생존 환경에 최적화하여, 혼합 물질을 출력하는 경우, 출력된 혼합물이 필요로 하는 형상을 유지하지 못하거나, 출력이 되지 않는 경우가 발생할 수 있다.
이에 본 실시예에 따른 3D 바이오프린터는 제1 노즐부(500) 및 제2 노즐부(600)를 구비하여 제1 바이오물질과 제2 바이오물질 각각을 최적의 환경에서 별도로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 노즐부(500)가 ECM 또는 바이오잉크와 같은 제1 바이오물질을 먼저 출력하여 요구되는 형상을 형성하고, 제2 노즐부(600)가 세포와 같은 제2 바이오물질을 이전 출력된 제1 바이오물질 상에 출력하여 적층함으로써, 용이하게 형상을 유지하면서 세포가 생존할 수 있도록 한다. 이때 출력 스테이지(200) 또한 온도조절 부재(210)를 포함하여, 먼저 출력된 제1 바이오물질이 세포가 생존할 수 있는 환경이 되도록 미리 조절함으로써, 세포의 생존성 및 안정성을 더욱 높일 수 있다.
다만 제2 노즐부(600)에서 별도로 출력되도록 구성된다 할지라도 제1 노즐부(500)와 같이 공급관을 통해 공급되어 출력되도록 구성되면, 공급관에서는 온도제어가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 공급관의 길이로 인해 상대적으로 높은 압력이 인가되어야 한다. 즉 세포의 생존률이 저하되게 된다. 뿐만 아니라, 제2 노즐부(600)를 통해 출력되지 않고 공급관에 남아 있는 세포는 고립된 환경에서 방치되므로, ECM 또는 바이오잉크와 같은 제1 바이오물질과 혼합된 상태보다 오히려 생존률이 낮아지게 되어 출력물의 핵심 재료인 세포의 낭비가 크게 발생하게 된다. 또한 이후 다른 바이오물질을 출력하기 위해서는 오염되지 않도록 공급관을 포함한 노즐 전체가 세정되어야 한다.
이에 본 실시예의 3D 바이오프린터(10)는 제2 노즐부(600)가 보관 스테이지(300) 상에 보관된 제2 바이오물질을 필요로 하는 만큼만 흡입하여, 곧바로 출력 스테이지(200) 상에 출력하도록 함으로써, 낮은 압력으로 세포를 흡입 및 출력할 수 있어 세포의 생존성 및 안정성을 극대화하며, 불필요하게 세포가 소모되지 않도록 한다.
제2 노즐부(600)는 보관 스테이지(300) 상에 보관된 제2 바이오물질을 흡입하여 즉시 출력 스테이지(200) 상에 출력하므로, 제2 바이오물질은 매우 짧은 시간만 제2 노즐부(600)에 보관된다. 따라서 별도의 온도조절 부재가 필요하지 않다. 그러나 세포의 안정성을 더욱 높이기 위해, 제2 노즐부(600)도 온도조절부재를 포함할 수도 있다.
한편 세정부(700)는 보관 스테이지(300)에서 제2 바이오물질을 흡입하여 출력한 제2 노즐부(600)를 세척 및 건조시킨다. 이는 이전 흡입되고 출력되지 않은 세포들로 인해, 제2 노즐부(600)가 오염되는 것을 방지하기 위함이다. 또한 3D 바이오프린터(10)가 다수의 서로 다른 제2 바이오물질을 출력하도록 구성되는 경우, 보관 스테이지(300)의 보관되는 다수의 제2 바이오물질이 서로 혼합되지 않도록 한다.
세정부(700)는 제2 노즐부(600)를 세척 및 건조시키기 위해, 초음파 세척기와 진공 펌프를 포함할 수 있다. 또한 초음파 세척기에 물을 공급하기 위한 급배수 펌프가 추가로 포함될 수 있다. 즉 세정부(700)는 제2 노즐부(600)를 초음파 세척후, 세척에 이용된 용액을 배수하고, 새로운 용액을 급수하여 제2 노즐부(600)의 오염을 방지하고, 진공 펌프를 이용하여 제2 노즐부(600)를 건조시킴으로써, 세척을 위해 이용된 용액이 세포에 영향을 미치지 않도록 한다.
여기서 세척을 위한 용액으로는 물 또는 알콜이 이용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제어부(800)는 미리 지정된 설정에 따라 출력 스테이지(200)와 보관 스테이지(300) 및 제1 노즐부(500)의 온도를 조절한다. 제어부(800)는 출력 스테이지(200)의 온도조절 부재(210)를 제어하여 출력 스테이지(200)의 제1 또는 제2 바이오물질의 상태가 안정적으로 유지되도록 또는 상태 변화가 발생하도록 온도를 조절할 수 있다. 그리고 보관 스테이지(300)의 온도조절 부재(미도시)를 제어하여 보관 스테이지(300) 상에 배치된 제2 바이오물질의 상태가 가능한 안정적으로 유지되도록 한다. 또한 제1 노즐부(500)의 온도조절 부재를 제어하여, 제1 바이오물질이 요구되는 형상을 형성할 수 있는 안정된 상태에서 출력될 수 있도록 한다. 제2 노즐부(600)에도 온도조절 부재가 구비된 경우, 제어부(800)는 제2 노즐부(600)의 온도조절 부재 또한 제어한다.
한편, 제어부(800)는 구동 암부(400)와 제1 노즐부(500) 및 제2 노즐부(600)을 제어하여, 제1 및 제2 바이오물질이 출력 스테이지(200) 상에 출력되도록 한다.
제어부(800)는 구동 암부(400)를 제어하여, 제1 노즐부(500)를 출력 스테이지(200) 상의 특정 위치로 이동시키며, 제1 노즐부(500)로 공급되는 제1 바이오물질이 출력 스테이지(200)로 토출되도록 제1 노즐부(500)를 제어할 수 있다.
그리고 제어부(800)는 구동 암부(400)를 제어하여 제2 노즐부(600)를 보관 스테이지(300)로 이동시키고, 제2 노즐부(600)가 보관 스테이지(300) 상의 제2 바이오물질을 흡입하도록 제2 노즐부(600)를 제어한다. 제2 노즐부(600)가 제2 바이오물질을 필요한 만큼 흡입하면, 구동 암부(400)를 제어하여 제2 노즐부(600)를 출력 스테이지(200) 상에서 제1 바이오물질이 출력된 위치로 이동시키고, 제2 노즐부(600)가 흡입한 제2 바이오물질을 토출하도록 제2 노즐부(600)를 제어한다.
이때, 제어부(800)는 제2 노즐부(600)가 제2 바이오물질을 흡입하기 위해 보관 스테이지(300)로 이동되기 이전 및 출력 스테이지(200)에서 흡입된 바이오물질을 출력한 이후, 세정부(700)로 이동되도록 구동 암부(400)를 제어할 수 있다. 제어부(800)는 제2 노즐부(600)가 세정부(700)로 이동되면, 세정부(700)를 구동하여 제2 노즐부(600)를 세척 및 건조시킨다.
제어부(800)는 제1 바이오물질과 제2 바이오물질을 반복적으로 교대로 적층되도록 제어하여, 3D 바이오프린터(10)가 필요로 하는 3차원 형상의 출력물을 출력할 수 있도록 한다.
케이블 베이부(900)는 제1 내지 제3 구동 암(410 ~ 430) 각각에 대응하는 제1 내지 제3 케이블 베이(910 ~ 930)를 포함한다. 제1 내지 제3 케이블 베이(910 ~ 930)는 제1 내지 제3 구동 암(410 ~ 430) 중 대응하는 구동 암의 구동시에, 구동 암부(400)와 제1 및 제2 노즐부(500, 600)의 구동 수단(모터 등)으로 전원과 제어부(800)에서 전달되는 제어 신호를 공급하기 위한 전기 선로가 장애가 되지 않도록 선로의 가이드 역할을 수행한다.
일반적인 3D 프린터의 경우, 요구되는 형상의 출력물을 획득하기 위해, 출력 스테이지를 구동하는 방식과 노즐을 구동하는 방식이 주로 이용된다. 각각의 방식에 장단점이 있으므로, 통상적으로는 제조 편의에 따라 선별적으로 이용된다. 그러나 본 실시예에 따른 3D 바이오프린터(10)의 경우, 제2 노즐부(600)가 하부 케이스(110) 상에 배치된 보관 스테이지(300)에서 제2 바이오물질을 흡입하여 출력 스테이지(200) 상에 출력할 수 있어야 한다. 따라서, 출력 스테이지를 구동하는 방식보다 구동 암부(400)를 구동하는 방식이 더욱 효율적이다. 다만 구동 암부(400)가 구동되는 경우, 이를 제어하기 위한 전기 선로가 구동 암부(400)의 구동에 의해 단선되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
이에 본 실시예에서는 케이블 베이부(900)를 포함하고, 전기 선로가 제1 내지 제3 케이블 베이(910 ~ 930)의 내부를 통해 각각의 구동 수단에 연결되도록 하여 전기 선로에 의한 고장이 발생되지 않도록 한다.
도 8a 및 도 8b는 제1 노즐부를 나타내는 사시도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제1 노즐부(500)는 제1 노즐(510), 노즐 온도조절 부재(520), 토출 구동부(530), 방열팬(540) 및 방열판(550)을 포함할 수 있다.
제1 노즐(510)은 공급관을 통해 제1 노즐부(500)로 공급된 제1 바이오물질을 출력 스테이지(200)에 토출한다. 제1 노즐(510)은 디스펜서 노즐로 구현될 수 있다.
토출 구동부(530)는 제1 노즐부(500) 내부로 유입된 제1 바이오물질이 제1 노즐(510)을 통해 토출되도록 가압한다. 토출 구동부(530)는 일예로 스텝 모터로 구현되어 제1 노즐(510)을 통해 토출되는 제1 바이모물질의 양을 정밀하게 조절할 수 있다.
노즐 온도조절 부재(520)는 제1 노즐부(500) 내부로 유입된 제1 바이오물질의 온도를 조절하여 안정적으로 보관되며, 제1 바이오물질이 안정적으로 제1 노즐(510)을 통해 토출되고, 토출된 제1 바이오물질이 출력 스테이지(200) 상에서 요구되는 형상을 유지할 수 있도록 한다. 노즐 온도조절 부재(520)는 공급되는 제1 바이오물질에 따라 다양한 온도로 조절될 수 있으며, 일예로 -10℃ ~ 80℃의 온도조절 범위 내에서 온도가 제어될 수 있다. 특히 노즐 온도조절 부재(520)는 정밀한 온도 조절이 가능하도록 열전 소자인 펠티어(Peltier) 소자가 이용될 수 있다. 즉 노즐 온도조절 부재(520)는 펠티어 소자를 이용하여 제1 바이오물질에 따라 가열뿐만 아니라 냉각을 수행할 수도 있다.
여기서는 제1 노즐부(500)가 제1 바이오물질을 공급받아 토출하는 경우를 가정하였으나, 경우에 따라서 3D 바이오프린터(10)는 폴리머와 같은 지지체를 출력해야 하는 경우도 발생한다.
이 경우, 노즐 온도조절 부재(520)가 공급되는 지지체를 용융시켜, 제1 노즐(510)로 출력하도록 구성될 수 있으며, 이때 노즐 온도조절 부재(520)는 지지체를 용융시키기 위해 고온(예를 들면 250℃)으로 가열될 수도 있다.
다만 제1 바이오물질을 토출하는 경우와 지지체를 토출하는 경우의 운용 조건이 매우 상이하므로, 제1 노즐부(500)는 제1 바이오물질을 토출하기 위한 모듈과 지지체를 토출하기 위한 모듈이 개별로 구비되어 교체 장착되는 형태로 3D 바이오프린터(10)에 포함될 수 있다.
방열판(540)과 방열팬(550)은 노즐 온도조절 부재(520)에서 발생된 열을 외부로 방출하여, 노즐 온도조절 부재(520)가 빠르게 제1 바이오물질을 냉각 시킬 수 있도록 한다. 또한 제1 노즐부(500)가 지지체를 토출하기 위한 모듈로 구성된 경우, 노즐 온도조절 부재(520)가 과열되는 것을 방지하기 위해 이용될 수 있다. 노즐 온도조절 부재(520)와 방열판(540)과 방열팬(550)은 토출 온도조절부로 볼 수 있다.
도시하지 않았으나, 제1 노즐부(500)에는 별도의 공압 펌프 등과 연결되어 제1 노즐부(500) 내부의 압력을 조절하는 압력 조절관(미도시)이 더 연결될 수 있다. 압력 조절관은 3D 바이오프린터(10)가 사용되지 않는 경우, 차단되어 제1 노즐부(500) 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 제2 노즐부을 나타내는 사시도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제2 노즐부(600)는 적어도 하나의 피펫부(610)과 적어도 하나의 피펫부(610)를 제3 구동 암(430)에 고정하는 피펫부 거치대(620)를 포함한다.
적어도 하나의 피펫부(610)는 피펫 구동부(611), 압력관(612), 피펫(613)을 포함한다.
피펫(613)은 피펫 노즐(613a)을 포함하여, 제2 바이오물질의 흡입 또는 토출한다. 상기한 바와 같이, 세포와 같은 제2 바이오물질은 일반적으로 ECM 또는 바이오 잉크와 같은 제1 바이오물질에 비해 상대적으로 소량만 이용된다. 그리고 제1 바이오물질이 출력 스테이지(200)에 출력된 상태에서 세포가 안정적으로 ECM 또는 바이오 잉크 상에서 배양될 수 있도록, 정확한 양만큼 정확한 위치에 토출될 필요가 있다. 이에 피펫(613)은 미소량(예를 들면, 0.1nL 단위)으로 제2 바이오물질의 흡입 또는 토출 제어가 가능하도록 피에조 효과(piezoelectric effect)를 이용한 압전 소자과 솔레노이드 밸브(solenoid valve)로 구현될 수 있다.
피펫 구동부(611)는 압력관(612) 내부의 압력을 제어하여, 압력관 내의 압력이 피펫(613)으로 전달되도록 한다. 본 실시예에서 피펫 구동부(611)는 압력관 내부의 압력을 줄여 피펫(613)이 보관 스테이지 상에 배치된 제2 바이오물질을 흡입하도록 하고, 세척시에 출력 스테이지(200) 상에 토출되고 남은 잔여 제2 바이오물질이 토출되도록 한다. 피펫 구동부(611)은 일예로 스텝 모터 등으로 구현될 수 있다.
압력관(612)은 피펫 구동부(611)에 의해 구동되는 피스톤이 내부에 배치되어 피펫 구동부(611)의 구동을 압력으로 전환하여 피펫(613)로 전달한다.
피펫 구동부(611)와 압력관(612)은 피펫(613)이 자체적으로 흡입 및 토출하기 어려운 대량의 제2 바이오물질을 흡입 또는 토출할 수 있도록 구비된다.
피펫부 거치대(620)는 피펫(613)과 피펫 구동부(611)와 압력관(612)을 구분하여 거치할 수 있도록 피펫 고정부(621, 622)가 구분되어 형성될 수 있다.
피펫 구동부(611)와 압력관(612)과 달리 피펫(613)은 오염없이 안정적으로 제2 바이오물질을 흡입 및 토출할 수 있도록 수시로 교체될 수 있다. 이때, 제2 노즐부 전체를 교체하는 것은 매우 비효율적이다. 이에 피펫부 거치대(620)는 피펫(613)의 교체가 용이하도록 피펫 고정부(621, 622)가 구분되어 형성될 수 있다.
여기서 제2 노즐부(600)가 2개의 피펫부(610)를 구비하는 것은 제2 노즐부(600)가 서로 다른 2개의 제2 바이오물질을 흡입 및 출력할 수 있도록 하기 위해서이다. 즉 본 발명의 실시예에 따른 3D 바이오프린터는 서로 다른 이종의 제2 바이오물질을 제1 바이오물질과 함께 출력하여 출력물을 형성할 수 있다.
그리고 피펫부 거치대(620)에서 제1 피펫 고정부(621)와 제2 피펫 고정부(622)가 구분되어 형성되는 것은, 2개의 피펫부(610) 각각의 피펫(613)이 흡입 및 세척 등의 작업 시에 장애가 되지 않도록 하기 위함이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터의 실제 구현 예를 나타낸다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 3D 바이오프린터(10)는 제1 노즐부(500)가 외부로부터 제1 바이오물질을 공급관을 통해 공급받아 출력 스테이지(200)에 출력하는 반면, 제2 노즐부(600)는 출력 스테이지(200)과 함께 하부 케이스(110)의 상부면에 배치된 보관 스테이지(300)에 보관된 제2 바이오물질을 흡입하여, 출력 스테이지(200)에 출력할 수 있다.
따라서 제2 바이오물질이 출력되어야 할 때, 제2 노즐부(600)에 의해 흡입되어 곧바로 출력 스테이지(200) 스테이지에 출력되므로, 최적의 상태로 최대한 오래 보관될 뿐만 아니라, 낮은 압력에서 정밀하게 흡입 및 출력되어 제2 바이오물질에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있다.
또한 제2 노즐부(600)는 제2 바이오물질을 흡입하기 위해 보관 스테이지(300)로 이동되기 이전 및 출력 스테이지(200)에서 흡입된 바이오물질을 출력한 이후, 세정부(700)에서 세척되어 제2 바이오물질의 오염 및 낭비가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터의 운용 방법을 나타낸다.
도 1 내지 도 11을 참조하여, 도 11의 3D 바이오프린터의 운용 방법을 설명하면, 우선 제어부(800)는 3D 출력 대상에 대한 설정이 저장된다(S10). 여기서 3D 출력 대상은 출력되는 출력물의 출력 위치 및 형상, 제1 바이오물질과 적어도 하나의 제2 바이오물질의 출력 형상과 출력 순서, 제1 바이오물질과 적어도 하나의 제2 바이오물질 각각의 환경 설정 등이 저장될 수 있다.
그리고 출력 대상 설정이 저장되면, 제1 바이오물질에 대한 환경을 제어한다(S20). 제어부(800)는 저장된 제1 바이오물질에 대한 환경 설정에 따라 출력 스테이지(200)의 온도를 조절하고, 제1 노즐부(500)의 온도 및 토출 압력 등을 결정한다.
이후, 제어부(800)는 제2 바이오물질에 대한 환경을 제어한다(S30). 제어부(800)는 저장된 제2 바이오물질에 대한 환경 설정에 따라, 보관 스테이지(300)의 온도를 조절하고, 제2 노즐부(600)의 피펫부(610) 각각이 흡입 및 토출 압력을 결정한다.
제1 및 제2 바이오물질에 대한 환경 제어가 수행되면, 제어부(800)는 구동 암부(400)를 제어하여 제1 노즐부(500)를 출력 스테이지(200) 상의 지정된 위치로 이동시킨다. 그리고 제1 노즐부(500)를 제어하여, 제1 노즐부(500)가 공급된 제1 바이오물질을 출력 스테이지(200) 상에 정해진 압력과 온도로 토출하도록 한다(S40). 이때 제어부(800)는 지정된 출력물의 형상에 따라 제1 노즐부(500)가 이동하도록 구동 암부(400)를 제어한다.
한편, 제어부(800)는 제1 노즐부(500)가 제1 바이오물질을 토출하면, 구동 암부(400)를 제어하여 제2 노즐부(600)를 보관 스테이지(300)로 이동시킨다. 그리고 제2 노즐부(600)가 보관 스테이지(300)에 배치된 제2 바이오물질을 흡입하도록 제어한다. 제2 노즐부(600)가 요구되는 양만큼의 제2 바이오물질을 흡입하면, 다시 구동 암부(400)를 제어하여 제2 노즐부(600)를 출력 스테이지(200) 상의 지정된 위치로 이동시킨다. 이때 제2 노즐부(600)는 출력 스테이지(200) 상에 이전 토출된 제1 바이오물질 상에 위치할 수 있으며, 제어부(800)의 제어에 따라 제2 바이오물질을 제1 바이오물질 상에 토출하여 적층할 수 있다(S50).
여기서 제어부(800)는 제2 노즐부(600)가 제2 바이오물질을 흡입하기 위해 보관 스테이지(300)로 이동되기 이전 및 출력 스테이지(200)에서 흡입된 바이오물질을 출력한 이후, 세정부(700)로 이동되도록 구동 암부(400)를 제어할 수 있다. 제어부(800)는 제2 노즐부(600)가 세정부(700)로 이동되면, 세정부(700)를 구동하여 제2 노즐부(600)를 세척 및 건조시킬 수 있다.
그리고 제어부(800)는 설정된 제1 바이오물질과 적어도 하나의 제2 바이오물질의 출력 형상과 출력 순서에 따라 출력물의 출력이 완료되었는지 판별한다(S60). 만일 출력물의 출력이 완료되었으면, 출력을 종료한다. 그러나 출력이 완료되지 않은 것으로 판별되면, 다시 제1 바이오물질과 적어도 하나의 제2 바이오물질을 지정된 출력 순서에 따라 추가로 출력하여 적층한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 바이오프린터를 이용하여 출력된 바이오물질의 예를 나타낸다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 3D 바이오프린터는 제1 바이오물질을 최적화된 환경으로 먼저 출력함으로써, 출력물의 형상을 안정적으로 유지할 수 있음을 알 수 있다. 또한 제2 바이오물질을 인접한 보관 스테이지(300)에서 흡입하여 출력함으로써, 제2 바이오물질의 생존성과 안정성 또한 크게 높일 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 여기서 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 또한 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함하며, ROM(판독 전용 메모리), RAM(랜덤 액세스 메모리), CD(컴팩트 디스크)-ROM, DVD(디지털 비디오 디스크)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 3D 바이오프린터 및 이의 운용 방법에 관한 것으로, 다수의 노즐을 구비하는 3D 바이오프린터 및 이의 운용 방법에 관한 것이다. 이는 세포, ECM 또는 바이오잉크 등의 서로 다른 바이오물질을 각각의 최적 환경에서 보관하고 출력하도록 하여, 바이오물질에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있다. 특히 적어도 하나의 노즐은 바이오물질을 공급관을 통해 공급받지 않고, 스테이지 주변에 별도로 구비된 보관 플레이트에서 흡입하여 출력함으로써, 바이오물질의 생존성과 안정성을 크게 높일 수 있으며, 불필요한 낭비를 줄일 수 있다는 장점을 지니므로, 산업상 이용가능성이 높다.
[부호의 설명]
10: 3D 바이오프린터 100: 케이스
110: 하부 케이스 120: 상부 케이스
130: 도어 140: 전원 스위치
150: 전원 램프 160: 비상 정지 버튼
170: 지지대 200: 출력 스테이지
210: 온도조절 부재 300: 보관 스테이지
320: 시료 용기 400: 구동 암부
410: 제1 구동 암 420: 제2 구동 암
430: 제3 구동암 500: 제1 노즐부
510: 제1 노즐 520: 노즐 온도조절 부재
530: 토출 구동부 540: 방열판
550: 팬 600: 제2 노즐부
610: 피펫부 611: 피펫 구동부
612: 압력관 613 피펫
613a: 피펫 노즐 620: 피펫부 거치대
612, 622: 피펫 고정부 700: 세정부
800: 제어부 900: 케이블 베이부
910: 제1 케이블 베이 920: 제2 케이블 베이
930: 제3 케이블 베이

Claims (12)

  1. 케이스;
    상기 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지;
    제1 바이오물질을 공급받아 상기 출력 스테이지에 토출하는 제1 노즐부;
    상기 케이스 내부에 배치되고, 적어도 하나의 제2 바이오물질이 배치되는 적어도 하나의 보관 스테이지;
    상기 보관 스테이지에 배치된 상기 적어도 하나의 바이오물질을 흡입하여, 상기 출력 스테이지에 출력하는 제2 노즐부;
    상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부와 결합되어, 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 이동시키는 구동 암부; 및
    상기 구동 암부와 상기 제1 노즐부 및 제2 노즐부를 제어하는 제어부를 포함하는 3D 바이오프린터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 노즐부는
    상기 적어도 하나의 제2 바이오물질 중 대응하는 제2 바이오물질을 흡입 및 토출하는 적어도 하나의 피펫부;
    상기 적어도 하나의 피펫부를 상기 구동 암부에 고정하는 피펫부 거치대를 포함하는 3D 바이오프린터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 피펫부 각각은
    피펫 노즐과 압전 소자 및 솔레노이드 밸브를 포함하여, 상기 제어부의 제어에 따라 기지정된 미소 단위로 상기 제2 바이오물질을 흡입 또는 토출하는 피펫을 포함하는 3D 바이오프린터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 피펫부 각각은
    상기 피펫에 연결된 압력관; 및
    상기 피펫에 지정된 흡입 및 토출 양을 초과하는 양의 상기 제2 바이오물질을 상기 피펫을 통해 흡입 또는 토출하기 위해, 상기 압력관의 내부 압력을 조절하는 피펫 구동부를 더 포함하는 3D 바이오프린터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 피펫부 거치대는
    상기 적어도 하나의 피펫부의 피펫이 교체 가능하도록 상기 압력관 및 피펫 구동부와 분리하여 고정하는 피펫 고정부를 포함하는 3D 바이오프린터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 3D 바이오프린터는
    상기 케이스 내부에 상기 제2 노즐부를 세척 및 건조시키는 세정부; 더 포함하는 3D 바이오프린터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 세정부는
    상기 제2 노즐부를 세척하는 초음파 세척기;
    상기 초음파 세척기에 세척용 용액을 급수 및 배수하기 위한 급배수 펌프; 및
    상기 제2 노즐부를 건조시키는 진공 펌프를 포함하는 3D 바이오프린터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보관 스테이지는
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 적어도 하나의 제2 바이오물질 각각에 대응하는 온도로 조절되는 온도조절 부재를 포함하는 3D 바이오프린터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 노즐부는
    상기 제1 바이오물질을 토출하는 제1 노즐;
    상기 제1 바이오물질이 상기 제1 노즐로 토출되도록 가압하는 토출 구동부; 및
    상기 제1 노즐을 통해 토출되는 상기 제1 바이오물질의 온도를 조절하는 토출 온도조절부를 포함하는 3D 바이오프린터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 출력 스테이지는
    상기 제어부의 제어에 따라 온도가 조절되는 온도조절 부재를 포함하는 3D 바이오프린터.
  11. 케이스와 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지, 적어도 하나의 보관 스테이지, 제1 노즐부와 제2 노즐부 및 제어부를 포함하는 3D 바이오프린터의 운용 방법에 있어서,
    제어부가 3D 출력 대상에 대한 설정을 저장하는 단계;
    상기 제어부가 상기 설정에 따라 케이스 내부에 배치되는 출력 스테이지 및 보관 스테이지 각각의 온도를 조절하는 단계;
    상기 제어부의 제어에 따라 제1 노즐부가 제1 바이오물질을 공급받아 상기 출력 스테이지 상에 토출하는 단계:
    상기 제어부의 제어에 따라 제2 노즐부가 적어도 하나의 보관 스테이지에 배치된 적어도 하나의 제2 바이오물질을 흡입하여, 상기 출력 스테이지에 출력하는 단계를 포함하는 3D 바이오프린터의 운용 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 3D 바이오프린터의 운용 방법은
    상기 제2 노즐부가 상기 제2 바이오물질을 흡입하기 위해 상기 보관 스테이지로 이동되기 이전 및 상기 출력 스테이지에서 흡입된 상기 제2 바이오물질을 출력한 이후, 상기 제2 노즐부를 상기 3D 바이오프린터에 추가로 구비된 세정부로 이동시켜 세정하는 단계를 더 포함하는 3D 바이오프린터의 운용 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102217278B1 (ko) 2020-06-09 2021-02-18 주식회사 로킷헬스케어 바이오 3차원 프린터용 챔버 환경 제어 장치 및 방법
KR102357162B1 (ko) 2020-06-09 2022-01-28 주식회사 로킷헬스케어 바이오 3차원 프린터용 챔버 환경 제어 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101110020B1 (ko) * 2009-10-20 2012-02-29 주식회사 탑 엔지니어링 노즐세정장치 및 노즐세정장치가 구비되는 페이스트 디스펜서
WO2015066705A1 (en) * 2013-11-04 2015-05-07 University Of Iowa Research Foundation Bioprinter and methods of using same
WO2017113167A1 (zh) * 2015-12-30 2017-07-06 四川蓝光英诺生物科技股份有限公司 生物打印机喷头组件及生物打印机
KR101805774B1 (ko) * 2016-05-31 2018-01-10 울산과학기술원 3차원 바이오 프린트 장치 및 이를 이용한 3차원 바이오 프린트 방법
KR101828345B1 (ko) * 2016-10-19 2018-03-29 주식회사 로킷 바이오 3차원 프린터
KR101840562B1 (ko) * 2016-10-07 2018-05-04 성균관대학교산학협력단 수직 진동이 가능한 세포 프린팅용 토출 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016154882A1 (zh) * 2015-03-31 2016-10-06 四川英诺生物科技股份有限公司 一种用于生物打印的旋转装置及其使用方法
KR101757977B1 (ko) 2015-06-26 2017-07-13 아주대학교산학협력단 바이오 잉크의 제조방법 및 3d 프린터 적용

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101110020B1 (ko) * 2009-10-20 2012-02-29 주식회사 탑 엔지니어링 노즐세정장치 및 노즐세정장치가 구비되는 페이스트 디스펜서
WO2015066705A1 (en) * 2013-11-04 2015-05-07 University Of Iowa Research Foundation Bioprinter and methods of using same
WO2017113167A1 (zh) * 2015-12-30 2017-07-06 四川蓝光英诺生物科技股份有限公司 生物打印机喷头组件及生物打印机
KR101805774B1 (ko) * 2016-05-31 2018-01-10 울산과학기술원 3차원 바이오 프린트 장치 및 이를 이용한 3차원 바이오 프린트 방법
KR101840562B1 (ko) * 2016-10-07 2018-05-04 성균관대학교산학협력단 수직 진동이 가능한 세포 프린팅용 토출 장치
KR101828345B1 (ko) * 2016-10-19 2018-03-29 주식회사 로킷 바이오 3차원 프린터

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