KR102281610B1 - 미세 혈관 모사장치, 미세 혈관 모사장치 제조 방법, 및 이를 포함하는 약물 유동 시험 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세 혈관 모사장치, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 생체 내의 혈관을 재현하여 약물 등의 유동과 관련된 유동시험을 수행이 가능하여, 불필요한 임상시험을 줄일 수 있고, 다양한 혈관의 혈류를 구현하여 육안으로 관측이 가능하고 정밀한 유로홈이 각각 형성되며 하나의 유로를 형성하는 상판부재와 하판부재의 접촉면에 코팅층이 구비되어 약물의 리크(leak)를 방지할 수 있으며, 세척 후 재사용이 용이하여 반복 사용이 가능한 미세 혈관 모사장치, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

Description

미세 혈관 모사장치, 미세 혈관 모사장치 제조 방법, 및 이를 포함하는 약물 유동 시험 시스템{Microvascular Device, Method for manufacturing the same, and Drug Flow Observation System Including the same}

본 발명은 미세 혈관 모사장치, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 생체 내의 혈관을 재현하여 약물 등의 유동과 관련된 유동시험을 수행이 가능하여, 불필요한 임상시험을 줄일 수 있고, 다양한 혈관의 혈류를 구현하여 육안으로 관측이 가능하고 정밀한 유로홈이 각각 형성되며 하나의 유로를 형성하는 상판부재와 하판부재의 접촉면에 코팅층이 구비되어 약물의 리크(leak)를 방지할 수 있으며, 세척 후 재사용이 용이하여 반복 사용이 가능한 미세 혈관 모사장치, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 초정밀 미세 유체 연구 분야는 2000년대 초반 DNA에 기반한 생체 반응 알고리즘을 획득한 Genome project 이후 생체 구현 바이오칩 분야에서 큰 발전을 이뤄냈다. 이후, 프로젝트 데이터에 기반한 혈액 진단 등의 체외 진단 기법들이 개발되었으며, 자체 조기 진단에 대한 시장의 요구가 지속적으로 증가하고 있다.

또한, 혈액 기반 체외 진단 기법을 개발할 경우 자동화 시스템을 구축한 대형 헬스케어 업체나 고가의 정밀 검진 기계를 구축한 대형 병원 위주에서 검증이 가능하지만, 대학교 연구실 규모에서는 정량화가 어려운 실정이며, 실험 단계에서 분석 검증 가능한 검증 기기 개발이 요구되고 있다.

새로운 약물이 개발되면 안전성 및 유효성을 증명하기 위해 임상시험이 수행된다. 특히, 임상 1단계에서는 약물의 체내 흡수, 분포, 대사, 배설 등에 대한 자료를 수집하는 안전성 평가가 수행된다. 이 때 약물이 목적하는 곳에 어느 정도의 양이 도달하는지 확인하는 정량적 평가가 이루어지는데 이를 위해서 혈류 관찰이 필수적이다.

이러한 혈류를 관찰하기 위해 엑스선촬영(X-ray), 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography; PET), 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography; CT), 자기공명영상(Magnetic Resonance Image; MRI) 등이 사용되고 있으나 혈관을 촬영하기 위해 조영제를 투입해야 하는 번거로움이 있고 신부전 환자나 약물 과민반응 환자에게 부담을 주며 방사선에 노출되는 문제가 있다.

상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 가상의 혈류 모형을 제작하여 혈류를 관찰하는 등의 체외 진단 기법들이 소개되고 있으나 자동화 시스템을 구축한 대형 헬스케어 업체나 고가의 정밀 검진 기계를 구축한 대형 병원 위주에서 실시가 가능한 단점이 있다.

또한, 상기 체외 진단 기법들에 이용되는 장비 등은 폴리디메틸실록산(Poly Di Methyl Siloxane; PDMS) 과 같은 실리콘 소재 또는 Paper 소재를 포함하는데, 이러한 소재들은 열적 변형에 취약하고, 유체 오염이 발생하기 쉬운 구조를 가지고 있는 바 미세 혈관의 혈류를 재현하기 어려운 문제가 있다.

나아가, 세척이 어려워 1회의 사용으로 폐기하여야 하는 등 재사용이 쉽지 않고 혈류 관측이 필요할 때마다 제작하여야 하는 등 비용이 많이 발생하여 경제적이지 않은 문제가 있다.

상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 생체 내의 혈관을 재현하여 불필요한 임상시험을 줄일 수 있고, 다양한 혈관의 혈류를 구현하여 육안으로 관측이 가능하고 정밀한 유로홈이 각각 형성되며 하나의 유로를 형성하는 상판부재와 하판부재의 접촉면에 코팅층이 구비되어 리크(leak)를 방지할 수 있으며, 세척 후 재사용이 용이하여 반복 사용이 가능한 미세 혈관 모사장치, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템이 소개된 바가 없다.

본 발명은 미세 혈관 모사장치, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 생체 내의 혈관을 재현하여 약물 등의 유동과 관련된 유동시험을 수행이 가능하여, 불필요한 임상시험을 줄일 수 있고, 다양한 혈관의 혈류를 구현하여 육안으로 관측이 가능하고 정밀한 유로홈이 각각 형성되며 하나의 유로를 형성하는 상판부재와 하판부재의 접촉면에 코팅층이 구비되어 약물의 리크(leak)를 방지할 수 있으며, 세척 후 재사용이 용이하여 반복 사용이 가능한 미세 혈관 모사장치, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 약물의 혈관 유동성을 평가하기 위한 미세 혈관 모사장치에 있어서, 광투과성 재질로 구성되며, 복수회 분기점에서 분기되어 단계적으로 폭이 감소되는 유로홈이 일측면에 형성되는 상판부재; 및, 광투과성 재질로 구성되며, 상기 상판부재의 유로홈에 대응하는 유로홈이 일측면에 형성되는 하판부재; 를 포함하고, 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면이 면접촉 상태로 밀착되어 대응하는 위치의 유로홈이 혈관을 모사하는 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

여기서, 상기 상판부재와 상기 하판부재에 형성되는 유로홈은 반원 또는 반타원 형상이며, 상기 유로의 단면은 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

또한, 상기 유로는 상기 분기점을 기준으로 분기 전의 면적과 분기 후의 면적의 합이 같으며, 상기 분기점에서 분기된 유로는 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

나아가, 상기 분기점은 상기 유로의 길이 방향으로 적어도 5개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

한편, 상기 유로의 상단에 약물의 주입구가 형성되고, 상기 유로의 하단에 복수 개의 유로의 하단에서 토출되는 약물이 수렴되는 배출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

또한, 상기 유로의 상단 영역에 상기 유로 내의 압력 측정 또는 압력 조절을 위하여 분지된 분지관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

여기서, 상기 유로의 상단의 내경은 세동맥 또는 세정맥 모사를 위하여 2 밀리미터(mm) 내지 4 밀리미터(mm)로 구성되며, 상기 유로의 하단의 내경은 모세혈관 모사를 위하여 10 마이크로미터(㎛) 내지 100 마이크로미터(㎛)로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

또한, 상기 상판부재 및 상기 하판부재의 일측면 중 적어도 일면에 폴리우레탄 코팅이 수행된 후, 상기 유로를 형성하기 위한 유로홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

또한, 상기 폴리우레탄 코팅의 두께는 상기 유로의 하단의 내경의 50% 이하의 두께인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

또한, 상기 유로는 미리 결정된 유로의 기준 내경을 경계로 상기 기준 내경보다 내경이 큰 부분은 기계 가공으로 가공되며, 상기 기준 내경보다 작은 부분은 레이저 가공으로 수행되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

여기서, 상기 기준 내경은 80 마이크로미터(㎛) 내지 120 마이크로미터(㎛) 범위인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

한편, 상기 상판부재 및 상기 하판부재의 일측면에 각각 유로홈 형성을 위한 기준위치 결정을 위하여 대응되는 위치에 복수 개의 위치결정용 지그를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

또한, 상기 상판부재 및 상기 하판부재를 밀착하여 고정하기 위하여 상기 상판부재 및 상기 하판부재를 관통하여 체결되는 복수 개의 체결부재; 를 더 포함하며, 상기 체결부재의 체결을 위한 상기 상판부재 및 상기 하판부재에 체결홀을 형성하는 공정은 상기 상판부재 및 상기 하판부재에 유로홈을 형성한 후 수행되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

한편, 상기 미세 혈관 모사장치에 의해 유동성 검사되는 약물은 색전제, 혈액 유사 액체(Blood Mimicking Fluid; BMF), 혈장, 합성의약품, 바이오의약품, 방사성동위원소를 포함하는 화합물 또는 조성물 중 하나인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치를 제공한다.

한편, 광투과성 상판부재와 하판부재의 일측면을 평탄화하는 평탄화 단계; 상기 평탄화 과정이 수행된 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면에 폴리우레탄을 도포하는 폴리우레탄 도포단계; 상기 폴리우레탄 도포단계에서 폴리우레탄이 도포된 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면을 UV 경화시켜 폴리우레탄 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계; 상기 코팅층 형성단계에서 코팅층이 형성된 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면에 각각 대응되는 위치에 복수회 분기점에서 분기되어 단계적으로 폭이 감소되는 유로홈을 형성하는 유로홈 형성단계; 복수 개의 체결부재를 이용하여 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면이 면접촉된 상태로 상기 상판부재와 상기 하판부재를 관통하여 체결하는 조립단계; 를 포함하는 미세 혈관 모사장치 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 폴리우레탄층 형성단계는 상기 상판부재 및 하판부재의 일측면에 각각 액상 폴리우레탄을 도포하는 단계와, 상기 도포된 액상 폴리우레탄 상부에 보호필름을 안착시키는 단계와, 상기 보호필름의 상방을 롤러로 가압하여 상기 액상 폴리우레탄을 평탄화하는 단계와, 상기 평탄화된 액상 폴리우레탄을 UV조사하여 경화시키는 단계와, 상기 보호필름을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 평탄화 단계는 상기 상판부재와 또는 상기 하판부재의 일측면 높이 편차가 10 마이크로미터(㎛) 이하가 될 때까지 복수 회 수행되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 폴리우레탄 도포단계 및 상기 코팅층 형성단계에서 형성된 폴리우레탄 코팅층의 두께는 상기 유로홈 형성단계에서 형성된 유로홈의 최소폭의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 유로홈 형성단계에서 형성되는 유로홈은 미리 결정된 유로홈의 기준 폭을 경계로 기준 폭보다 폭이 큰 부분은 기계 가공으로 가공되며, 상기 기준 폭보다 작은 부분은 레이저 가공으로 수행되며, 상기 기준 폭은 80 마이크로미터(㎛) 내지 120 마이크로미터(㎛) 범위인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 유로홈 형성단계에서 사용되는 레이저는 펨토초 레이저인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치 제조방법을 제공한다.

한편, 상기 미세 혈관 모사장치; 상기 미세 혈관 모사장치를 거치할 수 있는 거치대; 상기 미세 혈관 모사장치의 유로 상단에 구비된 약물 주입구와 튜브로 연결되며, 시험 대상 약물이 공급되는 약물 공급부; 상기 약물 공급부와 미세 혈관 모사장치를 연결하는 튜브를 가압하여 약물을 상기 미세 혈관 모사장치로 공급하는 맥동펌프; 를 포함하는 약물 유동 시험 시스템을 제공한다.

또한, 상기 미세 혈관 모사장치의 유로 상단 영역에 구비된 분지관에 압력 게이지 및 압력조절밸브 중 적어도 하나가 구비되는 것을 특징으로 하는 약물 유동 시험 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 미세 혈관 모사장치는 상기 거치대 상에서 제1축 방향으로 변위 가능하게 장착되며, 상기 거치대 상에 상기 미세 혈관 모사장치 상부에서 상기 미세 혈관 모사장치의 유로의 이미지를 확대 또는 촬상하기 위한 비전유닛을 구비하며, 상기 비전유닛은 제1축 방향 및 제1축과 수직한 제2 축방향으로 변위 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 약물 유동 시험 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치, 이를 제조하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템에 의하면, 약물의 안전성 및 유효성을 증명하기 위해 수행되는 임상시험에 있어서, 불필요한 임상시험을 수행하지 않을 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.

또한, 생체 내의 혈관에 대응하는 유로 및 세동맥, 세정맥, 모세혈관 등과 같은 다양한 미세 혈관에 대응하는 미세유로가 정밀한 유로홈이 각각 형성되며 하나의 유로를 형성하는 상판부재와 하판부재의 접촉면에 코팅층이 구비되어 리크(leak)를 방지할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.

또한, 형성된 미세 혈관 모사장치를 적용하여 육안으로 관측이 가능한 우수한 효과를 나타낸다.

또한, 미세 혈관 모사장치를 분리할 수 있고, 필요에 따라 조합하여 다양한 혈류 시험을 수행할 수 있으며 세척 후 재사용이 가능하여 반복적인 시험이 가능한 우수한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 나타낸 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치 제조방법을 도시한 것이다.
도 5(a) 내지 도 5(e)는 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치 제조방법의 주요공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치의 제조방법에서 폴리우레탄층을 형성하는 방법을 구체화하여 도시한 것이다.
도 7(a) 내지 도 7(e)는 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치 제조방법에서 폴리우레탄층을 형성하든 단계의 주요공정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 포함하는 약물 유동 시험 시스템을 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 나타낸 요부 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치(100)는 약물의 혈관 유동성을 평가하기 위한 것으로서, 상판부재(110a) 및 하판부재(110b)를 포함할 수 있다.

상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)는 약물의 흐름을 육안으로 관측할 수 있도록 투명한 광투과성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 폴리디메틸실록산(Poly Di Methyl Siloxane; PDMS), 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate; MMA), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate; PMMA), 폴리아크릴레이트(Poly Acrylate), 폴리실릭올레핀(Polycyclic olefin), 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC), 캐스팅아크릴 및 압출아크릴 중 어느 하나로 구성될 수 있으며 바람직하게는, 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Meth Acrylate; PMMA)로 구성될 수 있다.

또한, 상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)는 사각형, 직사각형, 정사각형, 다각형 등 플랫한 형상일 수 있으며, 다양한 형상으로의 적용이 가능하다. 또한, 간(liver), 심장(heart), 폐(Lungs), 이자(Pancreas), 신장(Kidney), 또는 뇌(Brain) 등 혈류가 흐르는 기관 등을 형상화하여 모사할 수 있는 것도 가능하다.

상기 상판부재(110a)의 일측면, 바람직하게는 하면에 복수회 분기점(141)에서 분기되어 단계적으로 폭이 감소되는 유로홈(140a)이 형성될 수 있으며, 상기 하판부재(110b)의 일측면, 바람직하게는 상면에 상기 상판부재(110a)의 유로홈(140a)에 대응하는 유로홈(140b)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 상판부재(110a)의 일측면, 바람직하게는, 하면과 상기 하판부재(110b)의 일측면, 바람직하게는, 상면이 면접촉 상태로 밀착되어 대응하는 위치의 유로홈(140a, 140b)이 혈관을 모사하는 유로(140)를 형성할 수 있다.

상기 상판부재(110a)와 상기 하판부재(110b)에 형성되는 유로홈(140a, 140b)은 반원 또는 반타원 형상일 수 있으며, 상기 유로(140)의 단면은 원형 또는 타원형일 수 있다.

상기 유로(140)는 인체의 혈관과 유사하게 제조될 수 있으며 이를 더욱 구체적으로 모사하기 위하여 상기 유로(140)의 길이 방향으로 적어도 5개 이상의 분기점(141)이 구비될 수 있다. 또한, 혈관벽 최내측의 상피(Epithelium) 세포층을 모사하는 층이 추가로 형성될 수 있으며, 동맥에서의 탄성 섬유를 모사하기 위해 내탄성판 모사층이 추가로 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치(100)는 약물이 유로(140)로부터 유출되는 것을 방지할 수 있도록 상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)의 일측면 중 적어도 일면, 바람직하게는, 상기 상판부재(110a)의 하면 및 상기 하판부재(110b)의 상면에 탄성을 가지는 소재, 예를 들어, 폴리우레탄 소재가 코팅될 수 있다. 또한 코팅이 수행된 후 상기 유로(140)를 형성하기 위한 유로홈(140a, 140b)이 형성될 수 있다.

상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)의 일측면 중 적어도 일면, 바람직하게는, 상기 상판부재(110a)의 하면 및 상기 하판부재(110b)의 상면에 코팅된 폴리우레탄층(111, 111')이 가지는 탄성으로 인해 상기 상판 및 하판부재(110a, 110b)의 면접촉 상태로 밀착 시 빈틈이 없도록 압착되고, 상기 형성된 홈이 서로 대응되도록 밀착되어 원형의 유로(140)가 형성된다. 따라서, 투입되는 약물의 리크(leak)를 방지할 수 있게 되며, 내경이 작은 미세 혈관의 혈류를 시뮬레이션 하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 상기 폴리우레탄층(111, 111')의 두께는 상기 유로(140)의 하단의 내경의 50% 이하의 두께일 수 있다. 여기서, 상기 폴리우레탄층(111, 111')의 두께가 내경의 50% 초과인 경우 불필요하게 폴리우레탄층(111, 111')이 도포되는 바, 제조비용이 증가하는 문제가 있고, 폴리우레탄층(111, 111')이 가지는 탄성으로 인해 상기 상판 및 하판부재(110a, 110b)의 면접촉 상태로 밀착 시 유로(140)가 형성될 수 없을 정도로 압착되며, 본 발명이 목적으로 하는 미세 혈관의 혈류를 시뮬레이션 하는 것이 가능하지 않게 된다.

또한, 상기 유로(140)는 미리 결정된 유로(140)의 기준 내경을 경계로 상기 기준 내경보다 내경이 큰 부분은 기계 가공으로 가공될 수 있으며, 상기 기준 내경보다 작은 부분은 레이저 가공으로 수행될 수 있다. 여기서, 상기 기준 내경은 80 마이크로미터(㎛) 내지 120 마이크로미터(㎛) 범위일 수 있다. 여기서, 높은 절단 품질을 가지고 있으며 가공 시 부드러운 절단면을 얻을 수 있는 레이저 가공을 수행함으로써 내경이 작은 미세 혈관을 제작할 수 있게 되어 미세 혈관의 혈류를 시뮬레이션 하는 것이 가능하게 된다.

한편, 상기 기계 가공은 NC 가공(NC machining) 또는 CNC 가공(CNC machining)일 수 있다. 여기서, NC 가공(NC machining) 또는 CNC 가공(CNC machining)은 컴퓨터를 사용하여 가공 공구를 자동 제어하고, 숫자, 문자 및 기호로 프로세스가 제어되는 프로그래밍된 지침을 따르고 수동 작업자 없이 정확한 사양을 충족할 수 있도록 공백을 변경하며, 자동화의 형태로 가공하는 것으로 정의되는데, 프로그래밍된 지침에 따라 상기 기계 가공이 수행될 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 제조하는 경우 상기 유로(140)의 직경은 상기 유로 분기점(141)을 기준으로 각각 다르게 형성될 수 있다. 이 경우, 직경이 다른 각각의 상기 유로가 합쳐지기 때문에 가공 구간에서 수치 오차가 발생하는 문제가 발생하게 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 NC 가공 또는 CNC 가공시 큰 직경 유로 형성, 작은 직경 유로 형성, 엣지 구간 가공의 순서로 가공작업이 수행될 수 있다.

구체적으로, 상대적으로 큰 직경을 가지는 유로를 먼저 형성한 후 다음으로 상대적으로 작은 직경을 가지는 유로를 형성할 수 있으며, 그 후에 직경의 차이로 인하여 발생하는 엣지(모서리, edge) 구간을 'Y'자 형태의 패턴으로 가공하여 유동 와류 구간을 제거하는 방식으로 수행될 수 있다.

한편, 상기 레이저 가공은 바람직하게는 펨토초 레이저 가공으로 수행될 수 있다. 여기서, 펨토초 레이저 가공으로 수행될 경우 펨토초 레이저의 짧은 펄스폭과 높은 첨두 출력 특성을 이용하여 상기 상판부재 및 하판부재(110a, 110b)의 열 확산 시간보다 조사되는 레이저 펄스의 시간이 짧기 때문에 상기 상판부재 및 하판부재(110a, 110b)의 열적 변성이 없는 비열 가공이 가능해지며 기존의 연속파 또는 나노초 레이저보다 상대적으로 적은 에너지로도 큰 첨두 출력을 내기 때문에 상기 상판 및 하판부재(110a, 110b)에 가해지는 충격이 적어 고품질의 초정밀 미세 가공을 가능하게 할 수 있다.

상기 유로(140)는 상단 영역(140 u)에서 세동맥 또는 세정맥 모사를 위하여, 임의의 횡단면에서 상기 유로(140)의 중심을 지나는 무수히 많은 직선 중 가장 긴 것을 내경이라 할 때 상기 유로(140)의 내경은 2 밀리미터(mm) 내지 4 밀리미터(mm)로 구성될 수 있다.

또한, 상기 유로(140)는 하단 영역(140 l)에서 모세혈관 모사를 위하여, 임의의 횡단면에서 상기 유로(140)의 중심을 지나는 무수히 많은 직선 중 가장 긴 것을 내경이라 할 때 상기 유로(140)의 내경은 10 마이크로미터(㎛) 내지 100 마이크로미터(㎛)로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 유로(140)의 내경이 10 마이크로미터(㎛) 미만인 경우, 미세한 모세혈관 보다 내경이 작게 되어 무의미한 미세 혈관 모사장치(100)가 제작될 수 있으며, 기술적인 한계로 인해 상기한 바와 같은 내경이 10 마이크로미터(㎛) 미만인 내경을 제작하기 어려운 문제가 있다. 반면, 100 마이크로미터(㎛) 초과인 경우, 모세혈관의 혈류를 모사하기 위해서는 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치(100)가 과다하게 길어질 수밖에 없는 문제가 발생한다. 즉, 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치(100)는 초기 주입구(120)에서 약물이 투입되어 혈류 모사를 위한 흐름을 만들어내고 그러한 흐름이 유로(140)를 따라 흐르면서 각 분기점(141)을 통과하면서 분기된 유로(140)의 내경이 줄어들도록 구성될 수 있는데, 미세한 모세혈관 등을 구현하기 위한 내경에 도달하기까지 추가적인 분기점(141)을 더 포함할 수밖에 없어 전체적인 미세 혈관 모사장치(100)의 길이가 연장될 수밖에 없는 문제가 발생한다.

또한, 상기 유로(140)는 상기 분기점(141)을 기준으로 분기 전의 면적과 분기 후의 면적의 합이 같도록 형성될 수 있으며, 상기 분기점(141)에서 분기된 유로(140)는 나란히 배치될 수 있다. 이 경우, 분기 전의 면적과 분기 후의 면적의 합은 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치(100)의 사용목적 또는 사용환경에 따라 유동적으로 변경될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치(100)는 상기 유로(140)에 약물이 투입될 수 있도록 상기 유로(140)의 상단에 형성되는 주입구(120)를 포함할 수 있으며, 상기 유로(140)의 하단에서 토출되는 약물이 수렴되는 배출부(150)가 추가로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 주입구(120)로 투입되는 유동성 검사되는 약물은 색전제, 혈액 모방 유체(Blood Mimicking Fluid; BMF), 혈액에 포함되는 혈구(Blood corpuscle)를 걸러낸 혈장(Plasma), 합성의약품, 바이오의약품, 방사성동위원소를 포함하는 화합물 또는 조성물 중 하나일 수 있으며, 육안으로 관측이 가능한 유체이면 적용이 가능할 것이다.

나아가, 직접 또는 간접적으로 시약이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 화학 합성의약품을 포함할 수 있으며 단백질(Protein), 핵산(Deoxyribo Nucleic Acid; DNA, Ribo Nucleic Acid; RNA) 또는 대사 물질(Metabolite) 등과 같은 바이오의약품을 포함할 수 있다. 또한, 핵산 프로브(probe) 또는 항체(Antibody)에 컨쥬게이팅 되거나 융합되고, 컨쥬게이팅 되거나 융합된 시약의 검출을 용이하게 하는 화합물 또는 조성물을 포함할 수도 있다. 이 경우, 프로브(probe)는 그 자체가 검출될 수 있거나 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography; PET) 또는 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography; CT) 등을 이용하여 검출이 가능한 방사성 동위원소(Radioisotope)가 표지된 것일 수 있다.

또한, 상기 약물은 미세 혈관 모사장치(100)에 포함되는 주입구(120)를 통해 투입될 수 있다. 예를 들어, 스포이트(spuit), 니들(Needle) 또는 카테터(catheter) 등을 통해 상기 약물이 유입될 수 있으며, 후술하는 맥동펌프(400)에 연결된 튜브를 통해 투입될 수 있다.

상기 배출부(150)는 토출되는 상기 약물이 수렴할 수 있도록 상기 유로(140)의 하단(140 l)에 형성될 수 있으며, 사용 후 반복적인 사용을 위해 분리가 가능하도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 유로(140)의 상단 영역(140 u)에 상기 유로(140) 내의 압력 측정 또는 압력 조절을 위하여 분지된 분지관(130)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 분지관(130)은 투입되는 약물에 의한 압력에 대한 정보를 제공할 수 있으며 투입된 약물의 일부를 연결된 튜브를 통해 후술하는 압력게이지(600)에 제공할 수 있다.

상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)의 일측면에 각각 유로홈(140a, 140b) 형성을 위한 기준위치 결정을 위하여 대응되는 위치에 복수 개의 위치결정용 지그(170)를 구비할 수 있다.

상기 지그(170)는 상기 상판부재(110a) 또는 상기 하판부재(110b) 중 어느 하나에 구비될 수 있으며, 상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)를 관통하여 구비될 수도 있다. 여기서, 상기 지그(170)는 상기 상판 및 하판부재(110a, 110b)의 크기, 면적 또는 형상에 따라 그 크기, 면적 또는 형상이 결정될 수 있고, 상기 지그(170)의 갯수는 상기 체결부재(160)의 갯수보다 적게 구비될 수 있으며 체결 위치는 가변될 수 있다.

한편, 상기 상판 및 하판부재(110a, 110b)를 밀착하여 고정하기 위하여 상기 상판 및 하판부재(110a, 110b)를 관통하여 체결되는 복수 개의 체결부재(160)를 더 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 상기 체결부재(160)는 상기 상판 및 하판부재(110a, 110b) 내부를 관통하여 구비되는 예로 도시되었으나, 그 체결 위치는 가변될 수 있다.

또한, 상기 체결부재(160)의 체결을 위한 상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)에 체결홀을 형성하는 공정은 상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)에 유로홈(140a, 140b)을 형성한 후 수행될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치 제조방법을 도시한 것이고, 도 5(a) 내지 도 5(e)는 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치 제조방법의 주요공정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치 제조방법은 광투과성 상판부재와 하판부재의 일측면을 평탄화하는 평탄화 단계(S100); 상기 평탄화 과정이 수행된 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면에 폴리우레탄을 도포하는 폴리우레탄 도포단계(S200); 상기 폴리우레탄 도포단계에서 폴리우레탄이 도포된 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면을 UV 경화시켜 폴리우레탄 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계(S300); 상기 코팅층 형성단계에서 코팅층이 형성된 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면에 각각 대응되는 위치에 복수회 분기점에서 분기되어 단계적으로 폭이 감소되는 유로홈을 형성하는 유로홈 형성단계(S400); 복수 개의 체결부재를 이용하여 상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면이 면접촉된 상태로 상기 상판부재와 상기 하판부재를 관통하여 체결하는 조립단계(S500); 를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치에 투명층(112, 112')으로서 사용될 수 있는 광투과성 폴리머 소재는 일반적으로 거친 표면을 가지고 있기 때문에 이러한 투명층(112, 112')을 본 발명이 목적으로 하는 미세 혈관 모사장치로서 곧바로 사용하기에 적합하지 않다. 따라서, 매끄러운 표면을 가지도록 한 후 폴리우레탄층을 형성하여 밀착시킴으로써 빈틈없이 밀착되어 약물의 리크(leak)를 방지하는데, 이를 위해 상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)의 일측면의 높이 편차가 10 마이크로미터(㎛) 이하가 될 때까지 복수 회 수행하는 평탄화 단계(S100)가 수행될 수 있다.

상기 평탄화 단계(S100)는 기계 가공으로 수행될 수 있으며, 상기 기계가공은 NC 가공(NC machining) 또는 CNC 가공(CNC machining)일 수 있다.

여기서, 먼저 상판 및 하판 부재의 전체적인 형상 및 두께를 가공할 수 있는데, 이때 향후 폴리우레탄층(111, 111')이 형성될 면의 반대면을 기계 가공하여 전체 두께에 맞도록 가공할 수 있다.

이후 폴리우레탄층(111, 111')의 두께 편차를 10마이크로미터(μm) 이내로 맞추기 위하여 상기 폴리우레탄층(111, 111')이 형성되는 면을 10마이크로미터(μm) 이내의 정밀도를 갖도록 면처리 작업을 수행하게 되는데, 이때 전술한 PMMA와 같은 투명 폴리머 소재는 특성상 밀링머신을 통한 황삭을 수행하게 되면 소재의 휨 현상이 발생될 수 있으므로, 3밀리미터(mm) 이하의 엔드밀을 이용하여 정삭으로 상기 면처리 작업을 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정삭 면처리 후에는 경면 처리제 등을 이용하여 경면 처리를 함으로써 폴리우레탄층(111, 111')이 형성되는 면을 최대한 평탄화 시킬 수 있다.

한편, 상기 평탄화 단계(S100)는 소정의 시간 간격을 두고 3 내지 4회 반복 수행될 수 있다.

이는 열변형을 방지하기 위함인데, 다시말해 상기 평탄화 작업시 소정의 시간 간격을 두지 않는다면 열에 취약한 재질인 상기 상판부재(110a) 및 상기 하판부재(110b)는 마찰에 의해 발생되는 열에 의해 열적 변형이 발생할 수 있기 때문에 상기 상판 및 하판부재(110a, 110b)의 조립 시 완벽하게 밀착되어 고정되지 않아 약물 또는 혈류의 리크(leak, 유출)가 발생될 수 있다. 따라서 복수 회의 면 처리 작업을 수행시 각 작업 후 재작업까지 소정의 시간 간격을 설정하여 작업면이 소재의 열변형 온도까지 상승되지 않도록 조절함으로써 열에 의한 휨, 뒤틀림 등의 변형을 방지할 수 있다.

상기 평탄화 단계(S100)를 거친 투명층(112, 112')은 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 높이 편차가 10 마이크로미터(㎛) 이하로 형성될 수 있으며, 따라서 본 발명이 목적으로 하는 미세 혈관 모사장치로서 사용하기에 적합하게 된다.

상기 평탄화 단계(S100)의 수행이 완료된 후, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 평탄화된 상판부재 및 하판부재(110a, 110b)에 포함되는 투명층(112, 112')의 일측면에 폴리우레탄을 도포하여 폴리우레탄층(111)을 형성하는 도포단계(S200)가 수행될 수 있다.

도 6 내지 도 7(e)는 본 발명에 따른 미세혈관 모사장치 제조방법에서 폴리우레탄층 형성하는 단계(S200)의 구성을 구체적으로 도시한 것이다.

이를 참조하면, 상기 폴리우레탄층((111, 111')을 형성하는 단계(S200)는 액상화된 폴리우레탄(P)을 상기 상판 및 하판부재의 일측면에 도포하는 단계(S210)와, 상기 도포된 액상 폴리우레탄 위에 보호필름을 안착시키는 단계(S220)와, 롤러로 가압 및 평탄화하는 단계(S230), UV를 조사하여 경화시키는 단계(S240)와, 상기 보호필름을 제거하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.

이를 각 단계별로 설명하면, 다음과 같다.

우선, 액상화된 폴리우레탄(P)을 상판 및 하판부재(112, 112')의 일측면에 도포하는 단계(S210)에서, 상기 액상화된 폴리우레탄(P)은 아크릴과 폴리우레탄과 UV 개시제를 혼합하여 형성시킬 수 있으며, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 이러한 액상을 일정량 토출할 수 있는 토출장치(D)에 충전한 뒤 상기 상판 및 하판부재(112, 112')의 일측면에 토출함으로써 액상 폴리우레탄(P)을 도포할 수 있다.

다음으로 보호필름 안착 단계(S220)가 수행되며, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 이 단계(S220)에서 도포된 액상 폴리우레탄(P) 위에 보호필름(F)이 안착될 수 있다. 이는 상기 액상 폴리우레탄(P)을 다음 단계(S230)에서 롤러(R)를 이용하여 가압하여 상판 및 하판부재(112, 112')의 상면에 일정하게 도포될 수 있도록 하기 위함이다.

다음으로 액상 폴리우레탄(P) 평탄화하기 위한 롤러로 가압 및 평탄화하는 단계(S230)가 수행되며, 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 이 단계(S230)에서 보호필름(F) 위를 롤러(R)가 가압하여 상기 액상 폴리우레탄(P)을 상판 및 하판부재(112, 112')에 일정하게 도포되도록 하며, 이때 롤러(R) 및/또는 상판, 하판부재(112, 112')가 수평면 상에서 이동하면서 일정하게 보호필름(F)을 가압함으로써 액상 폴리우레탄(P)이 평탄하게 펼쳐지도록 할 수 있다.

다음으로 UV경화단계(S240)가 수행되며, 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 이 단계(S240)에서 상기 롤러(R)에 의해 일정하게 도포 및 평탄화된 액상 폴리우레탄(P)과 보호 필름(F) 위에 UV경화장치(U)를 이용하여 UV를 조사함으로써 상기 액상 폴리우레탄(P)을 경화시켜 상기 상판 및 하판부재(112, 112')에 고정시킬 수 있다.

다음으로 보호필름 제거단계(S250)가 수행되며, 도 7(e)에 도시된 바와 같이, 이 단계(S250)에서 보호필름(F)이 제거됨으로써 폴리우레탄층(111, 111') 형성하는 단계(S200)가 마무리될 수 있다.

이러한 과정으로 폴리우레탄층(111, 111')을 형성하며, 상기 폴리우레탄층(111, 111')이 가지는 탄성으로 인해 상판부재(110a)와 면접촉 상태로 밀착 시 빈틈이 없도록 밀착될 수 있다.

따라서, 투입되는 약물의 리크(leak, 유출)를 방지할 수 있게 되며, 내경이 작은 미세 혈관의 혈류를 시뮬레이션 하는 것이 가능하게 된다.

이때, 상기 폴리우레탄 도포단계(S200)에서 형성된 폴리우레탄층(111, 111')의 두께는 향후 형성될 유로홈(140a, 140b)의 최소폭의 50% 이하일 수 있다. 여기서, 상기 두께의 크기가 내경의 50% 초과인 경우 불필요하게 폴리우레탄층(111, 111')이 도포되는 바, 폴리우레탄층(111, 111')이 면접촉 상태에서 유로를 차단하는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.

다음으로, 본 발명에 따른 미세 혈관 모사 장치 제조 방법을 이어서 설명하면, 상기 폴리우레탄층 형성 단계(S200) 후에는 상기 폴리우레탄층(111, 111')이 형성된 상기 상판부재 및 하판부재(110a, 110b)의 일측면에 유로홈(140b)이 형성되는 유로홈 형성단계(S300)가 수행될 수 있다.

구체적으로, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 상기 상판 부재 및 하판부재(110a, 110b)에 서로 대응되는 반원 또는 반타원 형상의 유로홈(140a, 140b)이 형성될 수 있다.

여기서, 형성되는 유로홈(140a, 140b)은 미리 결정된 유로홈(140a, 140b)의 기준폭을 경계로 기준 폭보다 폭이 큰 부분은 NC 가공(NC machining) 또는 CNC 가공(CNC machining)과 같은 기계 가공으로 수행될 수 있고, 상기 기준 폭보다 작은 부분은 레이저 가공 바람직하게는, 펨토초 레이저 가공으로 수행될 수 있다. 여기서, 상기 기준폭은 80 마이크로미터(㎛) 내지 120 마이크로미터(㎛)의 범위일 수 있다. 여기서, 펨토초 레이저 가공은 높은 절단 품질을 가지고 있으며 가공 시 부드러운 절단면을 얻을 수 있으므로, 모세혈관 수준의 유로를 제작할 수 있게 되어 미세 혈관의 혈류를 시뮬레이션 하는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 상기 하판부재(110b)와 상기 상판부재(110a)를 면접촉 상태로 밀착되어 대응하는 위치의 유로홈이 혈관을 모사하는 유로(140)를 형성하도록 조립하는 조립단계(S400)가 수행될 수 있다.

이 단계에서, 도 5(e)에 도시된 바와 같이, 상기 유로홈(140a, 140b)이 형성된 상판부재 및 하판부재(110a, 110b)를 서로의 유로홈(140a, 140b)이 대응되도록 하며 결함시킴으로써 본 발명에 따른 미세한 혈관을 모사하는 혈관 모사장치(110)가 제조될 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치 제조 방법에 관하여 설명하였으며, 다음으로 본 발명에 따른 미세 혈관 모사장치를 포함하는 약물 유동 시험 시스템()에 관하여 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 약물 유동 시험 시스템의 구성도를 도시한 것이다. 이를 참조하면, 본 발명에 따른 약물 유동 시험 시스템(1)은 전술한 미세 혈관 모사장치(100), 상기 미세 혈관 모사장치(100)를 거치할 수 있는 거치대(200), 상기 미세 혈관 모사장치(100)의 유로(140) 상단에 구비된 약물 주입구(120)와 튜브로 연결되며, 시험 대상 약물이 공급되는 약물 공급부(700), 상기 약물 공급부(700)와 미세 혈관 모사장치(100)를 연결하는 튜브를 가압하여 약물을 상기 미세 혈관 모사장치(100)로 공급하는 맥동펌프(400)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 거치대(200)는 상기 미세 혈관 모사장치(100), 후술하는 비전유닛(300) 등이 안정적으로 거치될 수 있도록 판 형상일 수 있으며 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 사각판 형상, 둥근 사각판 형상, 마름모판 형상 등일 수 있다. 또한, 상기 미세 혈관 모사장치(100)는 상기 거치대(200) 상에서 제1축 방향으로 변위 가능하게 장착될 수 있다.

상기 거치대(200)는 상기 미세 혈관 모사장치(100), 상기 비전유닛(300) 등으로 인한 하중을 물리적으로 견딜 수 있도록 단단한 소재를 포함할 수 있고, 외부의 오염으로부터 유체를 보호하기 위해 항균성 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어 항균제, 윤활제, 규산나트륨, 규산칼륨, 실란 커플링제, 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리글리시돌로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 조성물을 포함할 수 있다.

한편, 상기 거치대(200)의 상부면 또는 측면에는 디자인 패턴, 상표 등이 인쇄될 수도 있다.

비전유닛(300)은 상기 미세 혈관 모사장치(100)에 투입된 약물을 육안으로 관측이 가능하도록 상기 거치대(200)의 제2 면, 바람직하게는 상기 거치대(200)의 상부에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 미세 혈관 모사장치(100)의 유로의 이미지를 확대 또는 촬상하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 비전유닛(300)은 제1축 방향 및 제1축과 수직한 제2축 방향으로 변위 가능하게 장착될 수 있다. 여기서, 이동이 용이하도록 이동수단(미도시)을 추가로 포함할 수 있으며, 높이 조절 수단을 추가로 포함하는 것도 가능하다.

상기 비전유닛(300)은 단부에 케이블이 연결될 수 있고, 연결된 케이블의 단부가 PC, 스마트폰, 태블릿 PC, 휴대 단말기에 연결되어 관측 자료를 수집할 수 있다. 또한, 사용자가 용이하게 자료를 수집할 수 있도록 카메라를 추가로 설치하는 것도 가능하다.

맥동펌프(400)는 미리 설정된 토출 기준에 따라 상기 미세 혈관 모사장치(110)와 연결된 튜브를 통해 상기 주입구(120)로 유체를 공급할 수 있다. 특히, 인체의 동맥 부위에 가해지는 물리적인 자극을 모사하기 위해, 인체의 심장과 유사한 토출 기준이 설정되어 동작할 수 있다.

상기 맥동펌프(400)는 외부에 구비되는 약물 공급부(700)로부터 약물을 공급받아 전달하는 방식으로 작동할 수 있으며 상기 약물 공급부(700)와 상기 주입구(120)를 직접적으로 연결하는 튜브를 가압하여 약물을 상기 미세 혈관 모사장치(100)로 공급하는 방식으로 작동할 수도 있다.

한편, 상기 미세 혈관 모사장치(100)의 유로(140) 상단 영역에 구비된 분지관(130)에 압력게이지(600) 및 압력조절밸브(500) 중 적어도 하나가 구비될 수 있다.

상기 압력조절밸브(500)는 상기 거치대(200)의 제3 면에 구비될 수 있다. 상기 압력조절밸브(500)는 상기 미세 혈관 모사장치(100)로 투입되는 약물의 압력을 조절할 수 있으며, 역류를 방지하는 기능을 수행할 수도 있다.

상기 압력게이지(600)는 상기 거치대(200)의 일측에 구비될 수 있으며 투입되는 약물의 압력을 검출할 수 있다. 나아가, 정밀한 압력을 검출할 수 있도록 압력계를 포함할 수 있으며 예를 들어, 연성계, 진공계, 고압계, 특수 압력계, 격막식 압력계, 오일 충만식 압력계, 내맥동형 압력계, 고온격측 격막 압력계, 위생용 압력계, 쌍침 압력계, 삼침 압력계, 소형 압력계, 차압계 또는 링 다이어프램식 압력계를 포함할 수 있다.

한편, 상기 비전유닛(300), 상기 압력조절밸브(500) 및 상기 압력게이지(600)는 상기 거치대(200)에 탈착이 가능하도록 구비될 수 있으며, 일체형으로 제공되는 것도 가능하다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

1 : 약물 유동 시험 시스템
100 : 미세 혈관 모사장치
200 : 거치대
300 : 비전유닛
400 : 맥동펌프
500 : 압력조절밸브
600 : 압력게이지

Claims (14)

1. 약물의 혈관 유동성을 평가하기 위한 미세 혈관 모사장치에 있어서,
   광투과성 재질로 구성되며, 복수회 분기점에서 분기되어 단계적으로 폭이 감소되는 유로홈이 일측면에 형성되는 상판부재; 및,
   광투과성 재질로 구성되며, 상기 상판부재의 유로홈에 대응하는 유로홈이 일측면에 형성되는 하판부재; 를 포함하고,
   상기 상판부재와 상기 하판부재의 일측면이 면접촉 상태로 밀착되어 대응하는 위치의 유로홈이 혈관을 모사하고, 맥동 펌프에 의하여 약물 공급부에서 공급되는 약물이 유동하는 유로를 형성하고,
   상기 상판부재 및 상기 하판부재의 일측면 중 적어도 일면에 폴리우레탄 코팅이 수행된 후, 상기 유로를 형성하기 위한 유로홈이 형성되며,
   상기 유로의 상단 영역에 상기 유로 내의 압력 측정을 위하여 분지되고, 상기 상판부재를 관통하여 압력 게이지에 튜브로 연결되는 분지관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상판부재와 상기 하판부재에 형성되는 유로홈은 반원 또는 반타원 형상이며, 상기 유로의 단면은 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유로의 상단에 약물의 주입구가 형성되고, 상기 유로의 하단에 복수 개의 유로의 하단에서 토출되는 약물이 수렴되는 배출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 유로의 상단의 내경은 세동맥 또는 세정맥 모사를 위하여 2 밀리미터(mm) 내지 4 밀리미터(mm)로 구성되며, 상기 유로의 하단의 내경은 모세혈관 모사를 위하여 80 마이크로미터(㎛) 내지 120 마이크로미터(㎛)로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 폴리우레탄 코팅의 두께는 상기 유로의 하단의 내경의 50% 이하의 두께인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 유로는 미리 결정된 유로의 기준 내경을 경계로 상기 기준 내경보다 내경이 큰 부분은 기계 가공으로 가공되며, 상기 기준 내경보다 작은 부분은 레이저 가공으로 수행되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 기준 내경은 80 마이크로미터(㎛) 내지 120 마이크로미터(㎛) 범위인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 상판부재 및 상기 하판부재의 일측면에 각각 유로홈 형성을 위한 기준위치 결정을 위하여 대응되는 위치에 복수 개의 위치결정용 지그를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 상판부재 및 상기 하판부재를 밀착하여 고정하기 위하여 상기 상판부재 및 상기 하판부재를 관통하여 체결되는 복수 개의 체결부재; 를 더 포함하며,
    상기 체결부재의 체결을 위한 상기 상판부재 및 상기 하판부재에 체결홀을 형성하는 공정은 상기 상판부재 및 상기 하판부재에 유로홈을 형성한 후 수행되는 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 미세 혈관 모사장치에 의해 유동성 검사되는 약물은 색전제, 혈액 유사 액체(Blood Mimicking Fluid; BMF), 혈장, 합성의약품, 바이오의약품, 방사성동위원소를 포함하는 화합물 또는 조성물 중 하나인 것을 특징으로 하는 미세 혈관 모사장치.
13. 삭제
14. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항의 미세 혈관 모사장치;
    상기 미세 혈관 모사장치를 거치할 수 있는 거치대;
    상기 미세 혈관 모사장치의 유로 상단에 구비된 약물 주입구와 튜브로 연결되며, 시험 대상 약물이 공급되는 약물 공급부; 및,
    상기 약물 공급부와 미세 혈관 모사장치를 연결하는 튜브를 가압하여 약물을 상기 미세 혈관 모사장치로 공급하는 맥동펌프; 를 포함하는 약물 유동 시험 시스템.

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