KR102323493B1

KR102323493B1 - 체액 성분 분리 장치

Info

Publication number: KR102323493B1
Application number: KR1020200108311A
Authority: KR
Inventors: 이준석
Original assignee: 이준석
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2021-11-09
Also published as: EP3912654A1; KR20210056891A; EP3912654A4

Abstract

일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치는, 하우징; 상기 하우징을 제1공간 및 제2공간으로 분리하고, 상기 제1공간 및 상기 제2공간을 유체 연결하는 피스톤; 및 상기 피스톤에 작동 가능하게 결합되고, 상기 제1공간 및 상기 제2공간 사이의 압력 평형을 유지시키면서, 상기 제1공간이 제1용적을 갖는 제1위치 및 상기 제1공간이 상기 제1용적과 다른 제2용적을 갖는 제2위치 사이에서 상기 피스톤의 이동을 조절하고, 상기 제1위치 및 상기 제2위치 사이의 임의의 위치에 상기 피스톤을 고정시키도록 구성된 매니퓰레이터를 포함할 수 있다.

Description

체액 성분 분리 장치{APPARATUS FOR SEPARATION OF CONSTITUENTS OF BIOFLUID}

이하, 실시예들은 체액 성분 분리 장치에 관한 것이다.

인체의 체액, 예를 들어, 혈액 및 골수 등에는 다양한 유효성분 및 세포가 포함되어 있다. 그 중 혈액 속에 포함된 혈장(plasma)은 혈액에서 적혈구를 분리 제거한 중성의 황색 액상 성분으로 혈장을 원심분리하여 취득하는 혈소판 풍부 혈장(platelet rich plasma; PRP)은 생체 내에서 아교(glue) 역할, 혈액 응고 및 지혈, 줄기 세포 및 단일 세포(primary cell)의 이주 및 분화를 위한 스카폴드(scaffold) 역할, 혈관 신생 조절, 항염증 작용, 항균 작용, 진통 작용 등 다양한 기능을 수행한다. 특히, 건, 인대, 연골, 근육에서 세포 증식, 분화 촉진, 혈관 신생 등 조직 재생과 관련돼 있어 근골격계 손상 시 PRP의 임상적 효용성이 주목받고 있다. 예를 들어, 공개특허공보 제10-2019-0059019호는 혈액 성분 원심분리 장치를 개시한다.

일 실시예에 따른 목적은, 피스톤이 하강할 때 피스톤의 하부 공간의 압력이 증가하고 피스톤의 상부 공간의 압력이 감소하도록, 피스톤을 하방으로 이동하게 하는 외부의 힘과 무관하게, 피스톤의 상부 공간과 피스톤의 하부 공간 사이의 압력의 평형을 유지하면서 피스톤을 하방으로 이동시키는 체액 성분 분리 장치를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 분리 대상 체액이 임의의 용량을 갖도록 그 용량에 맞게 피스톤의 초기 위치를 조절하여 고정되게 설정하는 체액 성분 분리 장치를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치는, 하우징; 상기 하우징에 수용되고, 상기 하우징을 제1공간 및 제2공간으로 분리하고, 상기 제1공간 및 상기 제2공간을 유체 연결하는 피스톤; 및 상기 피스톤에 작동 가능하게 결합되고, 상기 제1공간 및 상기 제2공간 사이의 압력 평형을 유지시키면서, 상기 제1공간이 제1용적을 갖는 제1위치 및 상기 제1공간이 상기 제1용적과 다른 제2용적을 갖는 제2위치 사이에서 상기 피스톤의 이동을 조절하고, 상기 제1위치 및 상기 제2위치 사이의 임의의 위치에 상기 피스톤을 고정시키도록 구성된 매니퓰레이터를 포함할 수 있다.

상기 매니퓰레이터는, 길이 방향의 축을 갖는 샤프트; 상기 샤프트에 형성된 수 맞물림 요소; 및 상기 수 맞물림 요소와 맞물리고 상기 피스톤에 고정되게 설치된 암 맞물림 요소를 포함할 수 있다.

상기 매니퓰레이터는, 제1 맞물림 부재를 포함하는 핸들; 및 상기 샤프트에 연결되고 상기 제1 맞물림 부재와 맞물리는 제2 맞물림 부재를 포함할 수 있다.

상기 장치는, 상기 제1공간 및 상기 제2공간을 유체 연결하고, 상기 제1공간으로부터 상기 제2공간으로 유동하는 타겟 물질을 포함하는 층을 나타내도록 구성된 인디케이터를 더 포함할 수 있다.

상기 인디케이터는, 유입 포트와, 유출 포트와, 상기 유입 포트 및 상기 유출 포트 사이에 규정된 메인 채널을 포함하는 튜브; 및 상기 튜브의 내부에 그리고 상기 메인 채널 상에 배치되고, 상기 튜브와 함께 상기 메인 채널의 단면의 크기보다 작은 크기의 단면을 갖는 서브 채널을 규정하는 인서트를 포함할 수 있다.

상기 인서트는, 상기 메인 채널을 유동하는 유체를 상기 서브 채널로 안내하는 가이드 부분을 포함할 수 있다.

상기 장치는, 상기 제1공간 및 상기 제2공간을 유체 연결하고, 상기 제1공간으로부터 상기 제2공간으로 유동하는 유체를 필터링하는 필터 구조체를 더 포함할 수 있다.

상기 필터 구조체는, 상기 제1공간과 유체 연결된 유입 포트와, 상기 제2공간과 유체 연결된 제1 유출 포트와, 상기 제2공간과 유체 연결되고 상기 제1 유출 포트의 맞은편에 있는 제2 유출 포트를 갖는 필터 하우징; 상기 제1 유출 포트에 설치된 제1필터; 및 상기 제2 유출 포트에 설치된 제2필터를 포함할 수 있다.

상기 필터 구조체는, 상기 제1공간과 유체 연결된 제1단부와, 상기 필터 하우징의 유입 포트와 유체 연결된 제2단부와, 상기 제1단부 및 상기 제2단부 사이에서 연장하는 길이 방향 부분을 포함하는 튜브를 포함하고, 상기 튜브의 제2단부는 상기 필터 하우징의 내부를 향해 상기 필터 하우징의 내벽으로부터 돌출할 수 있다.

상기 피스톤은, 상기 하우징을 따라 이동하는 외부 바디; 상기 외부 바디의 내부에 위치된 내부 바디; 상기 외부 바디의 단부 및 상기 내부 바디의 단부를 연결하고, 상기 하우징의 내부를 상기 제1공간 및 상기 제2공간으로 분리하는 파티션; 및 상기 외부 바디 및 상기 내부 바디 사이에서 그리고 상기 파티션으로부터 연장하고, 상기 제1공간 및 상기 제2공간을 유체 연결하는 유체 통로를 포함할 수 있다.

상기 파티션은, 타겟 물질을 수용하기 위한 그루브를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 피스톤은 체액 성분 분리 장치용 피스톤으로서, 외부 바디; 상기 외부 바디의 내부에 위치되고, 상기 외부 바디와 함께 내부 공간을 규정하는 내부 바디; 상기 외부 바디 및 상기 내부 바디를 연결하고, 상기 외부 바디의 외부 및 상기 내부 공간을 분리하는 파티션; 및 상기 내부 공간에서 그리고 상기 파티션으로부터 연장하고, 상기 내부 공간 및 상기 외부 바디의 외부를 유체 연결하는 유체 통로를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치는, 피스톤이 하강할 때 피스톤의 하부 공간의 압력이 증가하고 피스톤의 상부 공간의 압력이 감소하도록, 피스톤을 하방으로 이동하게 하는 외부의 힘과 무관하게, 피스톤의 상부 공간과 피스톤의 하부 공간 사이의 압력의 평형을 유지하면서 피스톤을 하방으로 이동시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치는, 분리 대상 체액이 임의의 용량을 갖도록 그 용량에 맞게 피스톤의 초기 위치를 조절하여 고정되게 설정할 수 있다.

일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 제1실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 사시도이다.
도 2는 제1실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 체액 성분 분리 장치를 A-A에서 바라본 단면도이다.
도 4는 도 3의 체액 성분 분리 장치를 B-B에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 3의 체액 성분 분리 장치의 인디케이터의 확대도이다.
도 6 내지 도 10은 제1실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 동작도이다.
도 11은 제2실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 사시도이다.
도 12는 제2실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 분해 사시도이다.
도 13은 도 11의 체액 성분 분리 장치를 C-C에서 바라본 단면도이다.
도 14는 도 11의 체액 성분 분리 장치를 D-D에서 바라본 단면도이다.
도 15는 도 12의 체액 성분 분리 장치의 필터 구조체의 분해 사시도이다.
도 16은 도 14의 체액 성분 분리 장치의 필터 구조체의 단면도이다.
도 17 내지 도 20은 제2실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 동작도이다.
도 21은 제3실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 사시도이다.
도 22는 제3실시예에 따른 체액 성분 분리 장치의 분해 사시도이다.
도 23은 도 21의 체액 성분 분리 장치를 E-E에서 바라본 단면도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치(10)는 분리 대상 체액으로부터 타겟 물질인 혈소판 풍부 혈장(platelet rich plasma; PRP) 및 농축 골수세포(bone marrow cell concentrate; BMC)를 분리할 수 있다. 예를 들어, 체액 성분 분리 장치(10)는 원심분리를 이용하여 유체를 복수 개의 층으로 분리할 수 있고, 복수 개의 층 중 버피코트 층으로부터 PRP 및 BMC를 추출할 수 있다. 체액 성분 분리 장치(10)는 하우징(110), 피스톤(120), 매니퓰레이터(130) 및 인디케이터(140)를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 피스톤(120), 매니퓰레이터(130)의 적어도 일부 및 인디케이터(140)를 수용할 수 있다. 하우징(110)은 컨테이너(111) 및 리드(112)를 포함할 수 있다. 컨테이너(111) 및 리드(112)는 외부에 대해 밀폐된 공간을 규정할 수 있다.

컨테이너(111)는 길쭉한 형태의 원통형상을 가질 수 있다. 또한, 컨테이너(111)는 개방된 상부 단부와, 폐쇄된 측부 및 하부 단부를 가질 수 있다. 컨테이너(111)는 개방된 상부 단부에서 컨테이너(111)의 반지름 방향으로 리세스 된 단차(111E)를 가질 수 있다.

컨테이너(111)는 컨테이너(111)의 내부가 컨테이너(111)의 외부에 보일 수 있도록 실질적으로 투명한 재질 또는 실질적으로 반투명한 재질로 형성될 수 있다. 사용자는 컨테이너(111)의 내부에 존재하는 분리 대상 체액의 양, 체액의 분리 후 나뉜 복수 개의 층의 물질의 이동 등을 확인할 수 있다.

리드(112)는 컨테이너(111)의 개방된 상부 단부를 밀봉할 수 있다. 리드(112)는 밀봉 플레이트(113), 제1플러그(114A), 제2플러그(114B), 체크밸브(115), 밀봉 캡(116A), 밀봉 링(116B) 및 피스톤 가이드(117)를 포함할 수 있다.

밀봉 플레이트(113)는 컨테이너(111)의 개방된 상부 단부를 커버할 수 있다. 밀봉 플레이트(113)는 실질적으로 디스크 형상을 가질 수 있다. 밀봉 플레이트(113)는 컨테이너(111)의 개방된 상부 단부에서 컨테이너(111)의 단차(111E)에 결합될 수 있다.

밀봉 플레이트(113)는 유체 소통 가능한 제1플러그(114A) 및 제2플러그(114B)를 포함할 수 있다. 일 예로, 분리 대상 체액은 제1플러그(114A) 및 제1개구(O1)를 통해 컨테이너(111)의 내부에 수용될 수 있다. 또 다른 예로, 컨테이너(111)에 수용된 일부 물질은 제1플러그(114A) 및 제1개구(O1)를 통해 컨테이너(111)의 외부로 제거될 수 있다. 또한, 제2공간(S2)에 수용된 타겟 물질은 제2플러그(114B)를 통해 추출될 수 있다. 제1개구(O1)는 밀봉 플레이트(113)의 중심부에 형성되고, 제2개구(O2)는 밀봉 플레이트(113)의 주변부에 형성될 수 있다.

밀봉 플레이트(113)는, 제1개구(O1) 주변에 형성되고 컨테이너(111)로부터 멀어지는 방향으로 돌출하는 제1 환형 돌출부(P1) 및 제1개구(O1) 주변에 형성되고 컨테이너(111)의 내측을 향해 돌출하는 제1 니들 결합부(C1)를 포함할 수 있다. 또한, 밀봉 플레이트(113)는, 제2개구(O2) 주변에 형성되고 컨테이너(111)로부터 멀어지는 방향으로 돌출하는 제2 환형 돌출부(P2) 및 제2개구(O2) 주변에 형성되고 컨테이너(111)의 내측을 향해 돌출하는 제2 니들 결합부(C2)를 포함할 수 있다. 제1니들(N1)은 분리 대상 유체를 컨테이너(111)의 내부에 주입하도록 구성되고, 제1 니들 결합부(C1)에 결합될 수 있다. 또한, 제1니들(N1)은 컨테이너(111)의 내부에 담긴 일부 물질을 컨테이너(111)의 외부로 제거하기 위해서도 사용될 수도 있다. 제2니들(N2)은 제2공간(S2)에 담긴 타겟 물질을 추출하도록 구성되고, 제2 니들 결합부(C2)에 결합될 수 있다.

제1플러그(114A)는 제1개구(O1)를 개방 및 폐쇄할 수 있다. 제1플러그(114A)는 일 끝단에 주사기와 같은 외부 유닛과 결합할 수 있는 제1나사산(114A-1)을 포함하고, 내부에는 제1 밀봉 부재(114A-2)를 수용할 수 있다. 제1 밀봉 부재(114A-2)는 제1개구(O1)를 실질적으로 개방 및 폐쇄할 수 있다. 제1플러그(114A)는 제1 환형 돌출부(P1)에 제거 가능하게 결합될 수 있다.

제2플러그(114B)는 제2개구(O2)를 개방 및 폐쇄할 수 있다. 제2플러그(114B)는 일 끝단에 주사기와 같은 외부 유닛과 결합할 수 있는 제2나사산(114B-1)을 포함하고, 내부에는 제2 밀봉 부재(114B-2)를 수용할 수 있다. 제2플러그(114B)는 제2 환형 돌출부(P2)에 제거 가능하게 결합될 수 있다.

제1 밀봉 부재(114A-2) 및/또는 제2 밀봉 부재(114B-2)는 실리콘과 같은 연성의 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 제1플러그(114A) 및/또는 제2플러그(114B)가 외부 유닛과 결합할 때, 제1 밀봉 부재(114A-2) 및/또는 제2 밀봉 부재(114B-2)는 변형되고, 제1개구(O1) 및/또는 제2개구(O2)가 개방될 수 있다. 반면, 제1플러그(114A) 및/또는 제2플러그(114B)가 외부 유닛으로부터 분리되면, 변형되어 있던 제1 밀봉 부재(114A-2) 및/또는 제2 밀봉 부재(114B-2)는 원상 회복되고, 제1개구(O1) 및/또는 제2개구(O2)가 다시 밀폐될 수 있다.

체크밸브(115)는 컨테이너(111)의 외부로부터 컨테이너(111)의 내부로의 유체(e.g. 공기)의 유입을 차단하되, 컨테이너(111)에 담긴 유체가 컨테이너(111)의 외부로의 유출을 허용할 수 있다. 체크밸브(115)는 밀봉 플레이트(113)의 주변부에 배치될 수 있다.

밀봉 캡(116A) 및 밀봉 링(116B)은 밀봉 플레이트(113) 및 후술하는 매니퓰레이터(130)의 조절부(136) 사이의 결합 부분을 밀봉할 수 있다. 밀봉 플레이트(113)는 조절부(136)의 샤프트(1361)의 일부를 둘러싸고 컨테이너(111)로부터 멀어지는 방향으로 돌출하는 제3 환형 돌출부(P3)를 포함할 수 있으며, 제3 환형 돌출부(P3) 및 샤프트(1361) 사이에 밀봉 캡(116A) 및 밀봉 링(116B)이 개재될 수 있다.

피스톤 가이드(117)는 피스톤(120)의 이동을 가이드할 수 있다. 피스톤 가이드(117)는 제3 환형 돌출부(P3)가 있는 밀봉 플레이트(113)의 위치에서 컨테이너(111)의 내부를 향해 길쭉하게 연장할 수 있다.

피스톤(120)은 컨테이너(111)의 내부에 수용되고 컨테이너(111)의 내면을 따라 컨테이너(111)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 피스톤(120)은 외부 바디(121), 내부 바디(122), 파티션(123), 유체 통로(124) 및 피스톤 밀봉 링(125)을 포함할 수 있다.

내부 바디(122)는 외부 바디(121)의 내측에 배치될 수 있다. 외부 바디(121) 및 내부 바디(122)는 각각 원통 형상을 가질 수 있다. 따라서, 외부 바디(121) 및 내부 바디(122) 사이에는 실질적으로 환형의 공간이 규정될 수 있다. 제2공간(S2)은 상기와 같은 외부 바디(121) 및 내부 바디(122)에 의해 규정된 환형의 공간을 포함할 수 있다. 외부 바디(121) 및 내부 바디(122) 사이의 환형의 공간에는 피스톤 가이드(117)가 배치될 수 있다. 내부 바디(122)의 외면의 적어도 일부는 피스톤 가이드(117)와 실질적으로 접촉할 수 있다. 피스톤(120)이 컨테이너(111)의 길이 방향을 따라 이동할 때, 피스톤(120)의 내부 바디(122)는 피스톤 가이드(117)를 따라 이동할 수 있다.

내부 바디(122)는 제1직경을 갖는 제1 길이 방향 부분(1221) 및 제1 길이 방향 부분(1221)에 연결되고 제2직경을 갖는 제2 길이 방향 부분(1222)을 포함할 수 있다. 제1 길이 방향 부분(1221)의 제1직경은 제2 길이 방향 부분(1222)의 제2직경보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 길이 방향 부분(1221) 및 제2 길이 방향 부분(1222) 사이에 단차가 형성될 수 있다.

파티션(123)은 외부 바디(121) 및 내부 바디(122)를 연결하고 컨테이너(111) 및 리드(112)가 규정하는 하우징(110)의 밀폐 공간을 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)으로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제1공간(S1)은 파티션(123)을 기준으로 구분되는 컨테이너(111)의 하부 공간을 의미하고, 제2공간(S2)은 파티션(123)을 기준으로 구분되는 피스톤(120)의 내부 및 컨테이너(111)의 상부 공간을 의미할 수 있다. 파티션(123)은 외부 바디(121)의 하부 단부 및 내부 바디(122)의 하부 단부를 연결할 수 있다. 또한, 파티션(123)은 외측으로부터 내측을 향해 직경이 작아지는 원뿔대 형상을 가질 수 있다.

파티션(123)은 제2공간(S2)에서 적어도 하나의 물질을 수용하기 위한 그루브(1231)를 포함할 수 있다. 여기서, 그루브(1231)는, 실질적으로 경사지게 형성된 파티션(123)의 가장 낮은 위치에 형성되고, 파티션(123)의 두께 방향을 따라 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다.

파티션(123)은 피스톤(120)의 반지름 방향으로 형성된 밀봉 리세스(1232)를 포함할 수 있다. 피스톤 밀봉 링(125)은 밀봉 리세스(1232)에 결합되고 피스톤(120) 및 컨테이너(111) 사이의 밀봉을 유지할 수 있다.

유체 통로(124)는 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)을 유체 연결할 수 있다. 파티션(123)이 하우징(110)의 밀폐 공간을 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)으로 분리하고 있기 때문에, 제1공간(S1) 및 제2공간(S2) 사이의 유체 소통은 유체 통로(124)를 통해서 이루어진다. 유체 통로(124)는 외부 바디(121) 및 내부 바디(122) 사이에 그리고 파티션(123)으로부터 연장할 수 있다. 유체 통로(124)의 연장 길이는 외부 바디(121)의 길이 및 내부 바디(122)의 길이보다 작을 수 있다. 한편, 유체 통로(124)는 제1니들(N1)을 수용할 수 있다. 제1니들(N1)은 유체 통로(124)를 통해 제1개구(O1) 및 제1공간(S1)을 유체 연결할 수 있다.

한편, 파티션(123)은 외부 바디(121) 및 내부 바디(122)를 유체 통로(124)에 연결할 수 있다. 예를 들어, 피스톤(120)을 제1 반지름 방향으로 볼 때, 파티션(123)은 외부 바디(121)의 하부 단부로부터 유체 통로(124)의 하부 단부를 향해 수렴하는 형상을 가지는 한편, 피스톤(120)을 제1 반지름 방향에 교차하는 제2 반지름 방향으로 볼 때, 파티션(123)은 유체 통로(124)의 하부 단부로부터 외부 바디(121)의 하부 단부를 향해 발산하는 형상을 가질 수 있다. 다시 말하면, 파티션(123)은 외부 바디(121) 및 내부 바디(122)를 유체 통로(124)에 연결하고 실질적으로 경사진 상부 부분 및 상부 부분으로부터 멀어지는 방향으로 유체 통로(124)의 단부로부터 연장하며 실질적으로 수평인 하부 부분을 포함할 수 있고, 상부 부분 및 하부 부분 사이에 갭(G)이 형성될 수 있다.

매니퓰레이터(130)는 하우징(110)에 대해 피스톤(120)을 상대적으로 이동시킬 수 있다. 매니퓰레이터(130)는 피스톤(120)에 작동 가능하게 결합된다. 여기서, "작동 가능하게 결합"된다는 것은 매니퓰레이터(130)가 피스톤(120)을 직접적으로 구동시키는 것을 의미한다. 바람직하게는, 매니퓰레이터(130)는 피스톤(120)을 실질적으로 정상 상태(steady state)를 유지하면서 피스톤(120)을 이동시킬 수 있다. 이는 피스톤(120)에 의해 분리되는 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)에 대해 외부로부터 밀봉을 유지시키고, 제1공간(S1) 및 제2공간(S2) 사이의 피스톤(120)의 압력의 평형을 유지시키는 것을 의미한다. 또한, 매니퓰레이터(130)는, 수 맞물림 요소(1362) 및 암 맞물림 요소(1363)에 의해 매니퓰레이터(130)가 작동되지 않을 경우, 하우징(110)에 대한 피스톤(120)의 위치를 고정시킬 수 있다. 이는 체액 성분 분리 장치(10)에 원심력, 진동 등의 외력이 가해지더라도 피스톤(120)이 제 위치에 고정될 수 있고, 하우징(110)에 담긴 분리 대상 체액의 용량에 맞게 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)의 용적 비율이 정확하게 결정될 수 있다.

매니퓰레이터(130)는 핸들(131), 한 쌍의 맞물림 부재(134A, 134B) 및 조절부(136)를 포함할 수 있다.

핸들(131)은 사용자에 의해 조작되도록 구성된다. 여기서, 핸들(131)은 사람에 의해 조작되는 것 외에도 기계적 및/또는 전기적 메커니즘에 의해 조작될 수 있다. 핸들(131)은 내측 공간(132)을 규정하는 베이스 면 및 측면(135A)을 갖고, 실질적으로 원통 형상을 가질 수 있다. 핸들(131)의 측면(135A)에는 핸들(131)의 원주 방향을 따라 형성된 복수 개의 오목부(135B)가 형성될 수 있다. 또한, 핸들(131)은 내측 공간(132)을 규정하는 베이스 면으로부터 돌출하는 중공의 돌출부(133)를 포함할 수 있고, 중공의 돌출부(133)는 제1플러그(114A)를 수용할 수 있다.

핸들(131)은 하우징(110)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 핸들(131)은 하우징(110)에 제거 가능하게 결합될 수 있다.

한 쌍의 맞물림 부재(134A, 134B)는 중공의 돌출부(133) 주변에 형성된 제1 맞물림 부재(134A) 및 조절부(136)에 작동 가능하게 연결된 제2 맞물림 부재(134B)를 포함할 수 있다. 제1 맞물림 부재(134A) 및 제2 맞물림 부재(134B)는 서로 작동 가능하게 맞물릴 수 있다. 사용 시, 사용자가 핸들(131)을 회전시키면, 제1 맞물림 부재(134A)도 함께 회전하고, 제1 맞물림 부재(134A)와 맞물린 제2 맞물림 부재(134B)가 회전하면서, 조절부(136)가 작동될 수 있다. 일 예에서, 한 쌍의 맞물림 부재(134A, 134B)는 평기어를 포함할 수 있다.

조절부(136)는 피스톤(120)의 이동을 미세 조절할 수 있다. 또한, 조절부(136)는 피스톤(120)을 제 위치에 고정시킬 수 있다. 조절부(136)는 샤프트(1361), 수 맞물림 요소(1362) 및 암 맞물림 요소(1363)를 포함할 수 있다.

샤프트(1361)는 길이 방향의 축을 갖고 길이 방향의 축에 대해 회전할 수 있다. 샤프트(1361)는 밀봉 플레이트(113)에 설치된 헤드(1365) 및 제2 맞물림 부재(134B)와 결합하는 결합부(1366)를 포함할 수 있다. 헤드(1365)는 밀봉 플레이트(113)의 상면에 놓이고, 헤드(1365) 위에 그리고 샤프트(1361) 및 제3 환형 돌출부(P3) 사이에 밀봉 캡(116A) 및 밀봉 링(116B)이 개재될 수 있다. 결합부(1366)는 헤드(1365) 위에 그리고 밀봉 캡(116A) 위에 위치된 부분으로서, 샤프트(1361)의 상단을 규정할 수 있다.

수 맞물림 요소(1362)는 샤프트(1361)의 길이 방향을 따라 형성되고 소정 피치를 가질 수 있다. 수 맞물림 요소(1362)는 밀봉 플레이트(113) 아래에 있는 샤프트(1361)의 부분에 나선형으로 형성될 수 있다. 샤프트(1361) 및 수 맞물림 요소(1362)는 강성의 스크류 구조를 형성하는 것으로 이해될 수 있다. 암 맞물림 요소(1363)는 수 맞물림 요소(1362)와 맞물리고, 수 맞물림 요소(1362)의 피치에 대응하는 피치를 가질 수 있다. 암 맞물림 요소(1363)는 너트 구조를 형성하는 것으로 이해될 수 있다. 수 맞물림 요소(1362)의 피치 및 암 맞물림 요소(1363)의 피치는, 사용자의 핸들(131) 회전 조작 각도 및 피스톤(120)의 이동 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 피치가 너무 크면 외력(e.g. 원심력)에 의해 피스톤에 가해지는 힘에 의해 샤프트(1361)가 회전을 하면서 피스톤(120)이 이동할 수도 있으므로, 핸들(131)의 조작을 최대한 줄이면서 외력에 의해 샤프트(1361)가 회전하지 않도록 피치가 적절한 범위로 결정될 수 있다.

한편, 암 맞물림 요소(1363)는 피스톤(120)의 제2 길이 방향 부분(1222)의 캐비티에 수용 및 장착될 수 있다. 이에 따라, 암 맞물림 요소(1363)는 피스톤(120)과 함께 이동할 수 있다. 예를 들어, 암 맞물림 요소(1363)는 피스톤(120)의 내부 바디(122)에 견고하게 고정될 수 있는 돌기(1364)를 포함할 수 있다. 또한, 암 맞물림 요소(1363)는 제1 길이 방향 부분(1221) 및 제2 길이 방향 부분(1222) 사이의 단차에 의해 제한될 수 있다.

상기와 같은 수 맞물림 요소(1362) 및 암 맞물림 요소(1363)의 상호 맞물림은 피스톤(120)의 정상 상태 이동을 보장하면서 사용자가 원하는 위치에 피스톤(120)을 고정시킬 수 있게 한다.

인디케이터(140)는 제1공간(S1) 및 제2공간(S2) 사이에 유동하는 소정의 유체를 나타내도록 구성된다. 인디케이터(140)가 "유체를 나타낸다"는 것은, 분리 대상 유체가 소정의 공정에 의해 분리된 복수 개의 층 중 혈소판 풍부 혈장이 포함된 버피코트 층의 양 및 흐름을 사용자에게 가시화시키는 것으로 이해될 수 있다.

통상적으로, 분리 대상 유체가 일련의 처리를 통해, 예를 들어 원심분리공정을 통해, 복수 개의 층으로 분리되는데, 복수 개의 층 중 혈소판 풍부 혈장이 포함되어 있는 버피코트(buffy coat) 층은, 혈소판 풍부 혈장의 양이 다른 성분에 비해 상대적으로 매우 작아 그 두께가 매우 얇다. 따라서, 사용자는 버피코트 층에 포함된 혈소판 풍부 혈장을 추출하기 위해 상당히 세심한 주의를 기울여야 하고, 추출 과정에서 사용자의 조작에 의해 버피코트 층이 다른 층에 혼합될 가능성이 있다. 따라서, 사용자의 조작에 의한 버피코트 층의 혼합을 방지하는 차원에서 버피코트 층을 사용자에게 보다 잘 나타낼 필요성이 존재한다.

인디케이터(140)는 튜브(141) 및 인서트(143)를 포함할 수 있다.

튜브(141)는 유체 통로(124)와 유체 소통 가능하게 연결된 유입 포트 및 제2공간(S2)과 유체 소통 가능한 유출 포트를 가질 수 있다. 튜브(141)의 내부에는 유체가 유동 가능한 메인 채널(CH1)이 규정될 수 있다. 또한, 튜브(141)는 유출 포트에 형성된 시트(142)를 포함할 수 있다.

인서트(143)는 튜브(141)의 내부에 배치될 수 있다. 여기서, "인서트"라는 용어는, 튜브(141)의 내부에 소정 방향으로 삽입되는 것을 의미하는 것 외에도, 단지 튜브(141)의 내부에 배치되는 것을 의미하는 것으로도 이해될 수 있다. 인서트(143)는 관 형상을 가질 수 있고, 인서트(143)의 내부에는 제1니들(N1)이 통과될 수 있다. 또한, 인서트(143)는, 시트(142)에 결합되는 방사상 연장부(144)를 포함할 수 있다.

인서트(143)는 튜브(141)와 함께 메인 채널(CH1)의 유동면적보다 작은 유동면적을 갖는 서브 채널(CH2)을 형성하도록 메인 채널(CH1) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 소정 유량을 갖는 메인 채널(CH1)을 유동하는 유체가 서브 채널(CH2)로 진입하면, 유체는 메인 채널(CH1)에 비해 서브 채널(CH2)에서 현저하게 증가된 유동 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 분리 대상 유체에서 상당히 적은 양을 갖는 혈소판 풍부 혈장이 포함된 버피코트 층의 유동 길이는 메인 채널(CH1)보다 서브 채널(CH2)에서 더 길기 때문에, 사용자가 버피코트 층의 존재 및 범위를 정확하게 파악할 수 있다.

인서트(143)는 제1니들(N1)을 수용하기 위한 중공 부분을 포함할 수 있다. 제1니들(N1)은 인서트(143)의 중공 부분을 통해 인서트(143)를 관통할 수 있으며, 인서트(143)를 통과한 후 유체 통로(124) 및 제1공간(S1)에 순차적으로 진입할 수 있다.

인서트(143)는 메인 채널(CH1)로부터 서브 채널(CH2)로의 유체의 유동을 부드럽게 가이드하는 가이드 부분(145)을 포함할 수 있다. 가이드 부분(145)은 서브 채널(CH2)의 상류 부분에서 인서트(143)의 단부에 형성될 수 있다. 가이드 부분(145)은 인서트(143)의 단부를 향해 폭이 가변하는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 가이드 부분(145)은 인서트(143)의 길이 방향을 따라 인서트(143)의 단부를 향해 폭이 좁아질 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 10을 참조하며 일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치(10)의 작동을 설명한다. 도 6 내지 도 10에 표시되지 않은 구성요소는 도 1 내지 도 5로부터 자명하게 이해될 수 있다.

도 6을 참조하면, 핸들(131)이 제거된 상태에서, 사용자는 제1플러그(114A)에 외부 유닛(e.g. 주사기)을 결합하여 피스톤(120) 아래의 컨테이너(111)의 제1공간(S1)에 제1니들(N1)을 통해 분리 대상 체액인 혈액(BF) 또는 골수를 주입할 수 있다. 이후, 사용자는 혈액(BF) 또는 골수의 용량에 맞게 피스톤(120)을 하강 시켜 피스톤 밀봉링(125)이 혈액(BF) 또는 골수에 근접하게 피스톤(120)을 위치 시키고 고정시킬 수 있다.

이후, 핸들(131)이 결합된 상태에서 체액 성분 분리 장치(10)에 대해 원심분리가 수행되면, 혈액(BF) 또는 골수는 비중에 따라 제1물질(M1)이 포함된 층, 제2물질(M2)이 포함된 층 및 제3물질(M3)이 포함된 층으로 분리되어 컨테이너(111)의 아래에서부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1물질(M1)은 적혈구를 포함하고, 제2물질(M2)은 혈소판 풍부 혈장(PRP) 및 농축 골수세포를 포함하고, 제3물질(M3)은 혈소판 결핍 혈장(platelet poor plasma) 또는 지방 및 오일을 포함할 수 있다. 특히, 제2물질(M2)이 포함된 층은 제1물질(M1)이 포함된 층 및 제3물질(M3)이 포함된 층에 비해 상당히 작은 두께를 가질 수 있다.

도 7을 참조하면, 사용자가 핸들(131)을 파지하고 핸들(131)을 회전시키면, 제1 맞물림 부재(134A)가 핸들(131)과 함께 회전하면서, 제1 맞물림 부재(134A)와 맞물린 제2 맞물림 부재(134B)가 회전할 수 있다. 그리고, 제2 맞물림 부재(134B)에 연결된 샤프트(1361)가 회전하고, 샤프트(1361)에 형성된 수 맞물림 요소(1362)와 맞물려 수 맞물림 요소(1362)의 정해진 피치 거리만큼 이동할 수 있다. 이에 따라, 암 맞물림 요소(1363)가 장착된 피스톤(120)은 암 맞물림 요소(1363)와 함께 상기와 같은 정해진 피치 거리만큼 하강한다. 피스톤(120)이 하강하면, 제1공간(S1)의 체적이 감소하고, 그에 상응한 크기로 제2공간(S2)의 체적이 증가한다. 결과적으로, 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)는 압력 평형을 이루게 된다. 이때, 제3물질(M3)은 파티션(123)을 따라 이동하며 유체 통로(124) 및 인디케이터(140)의 메인 채널(CH1)과 서브 채널(CH2)를 통해 유동하여 제2공간(S2)에 채워지고, 제2물질(M2)은 파티션(123)을 따라 이동하며 유체 통로(124)로 유동하고, 유체 통로(124)의 소정의 높이까지 유체 통로(124)를 채울 수 있다.

이후, 사용자는 핸들(131)을 제거하고, 추출 수단을 제1플러그(114A)에 결합하여 제1니들(N1)을 통해 제2물질(M2)을 컨테이너(111) 밖으로 추출할 수 있다. 예를 들어, 추출 수단은 제1플러그(114A)의 제1나사산(114A-1)에 결합될 수 있는 실린지 및 실린지의 전방에서 후방으로 압력을 가하는 압력 유닛 등 기타 물질을 추출하기 위한 다양한 메커니즘을 포함할 수 있다. 이와 같은 과정을 거치면, 제1공간(S1)에는 실질적으로 제1물질(M1)이 주로 남고, 위와 같은 추출 수단에 의해 추출되지 않고 남은 소량의 제2물질(M2)이 존재할 수 있다.

여기서, 제2물질(M2)의 손실을 최소화하고 농축하기 위해서, 상기의 방식으로 제2물질(M2)을 추출하지 않고 다음과 같은 방식으로 제2물질(M2)을 추출하는 것이 바람직할 수 있다.

도 8을 참조하면, 사용자가 핸들(131)을 파지하고 핸들(131)을 회전시키면, 제1 맞물림 부재(134A), 제2 맞물림 부재(134B), 샤프트(1361), 수 맞물림 요소(1362), 암 맞물림 요소(1363) 및 피스톤(120)으로 동력이 전달되면서, 피스톤(120)이 지속적으로 하강할 수 있다. 이에 따라, 제1공간(S1)에 있던 제2물질(M2) 및 제1물질(M1)의 유동이 유체 통로(124)를 통해 제2공간(S2)으로 추가로 강제될 수 있다. 특히, 극소량의 제2물질(M2)이 튜브(141)의 메인 채널(CH1)을 유동하다가 튜브(141) 및 인서트(143)에 의해 규정된 서브 채널(CH2)로 진입하면, 제2물질(M2)이 포함된 층이 튜브(141) 및 인서트(143) 사이의 서브 채널(CH2)을 따라 펼쳐질 수 있다. 이는 서브 채널(CH2)의 유동 면적이 메인 채널(CH1)의 유동 면적보다 작으므로 서브 채널(CH2)을 유동하는 제2물질(M2)의 유동 길이가 메인 채널(CH1)을 유동하는 제2물질(M2)의 유동 길이보다 긴 것으로도 이해될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 사용자는 서브 채널(CH2)에 존재하는 제2물질(M2)의 존재 유무, 양 등을 가시적으로 쉽게 확인하여 제2물질(M2)과 제1물질(M1) 사이의 경계를 보다 더 명확히 구분할 수 있다.

도 9를 참조하면, 사용자는 피스톤(120)을 추가적으로 하강시키기 위해 핸들(131)을 추가적으로 회전시킬 수 있다. 피스톤(120)이 충분히 하강하면, 제3물질(M3)에 추가하여 튜브(141)의 내부 및 튜브(141)와 인서트(143) 사이에 존재하는 제2물질(M2)이 튜브(141)의 유출 포트를 통해 제2공간(S2)으로 진입하고, 제2공간(S2)에 진입한 제2물질(M2) 및 제3물질(M3)이 파티션(123)을 따라 그루브(1231) 및 제2공간(S2)에 수용될 수 있다. 이 때, 제2물질(M2) 및 제3물질(M3)은 그루브(1231) 및 제2공간(S2)에서 혼합된 상태를 유지할 수 있다. 사용자는 인디케이터(140)의 서브 채널(CH2)을 통해 제2물질(M2) 및 제1물질(M1)의 유동을 확인하면서 제1물질(M1)이 튜브(141)의 유출 포트를 통해 제2공간(S2)으로 진입하지 않는 위치에 피스톤(120)을 정지시키고, 제1물질(M1)이 튜브(141)의 유출 포트를 통해 제2공간(S2)으로 유동하지 않게 한 후, 핸들(131)을 반대로 회전시켜 제2니들(N2)이 (이후 원심분리에 의해 그루브(1231)에 수용될) 제2물질(M2)을 추출하기에 충분한 만큼 피스톤(120)을 상승시킨다. 이후, 사용자는 체액 성분 분리 장치(10)에 대해 추가적인 원심분리를 수행할 수 있다. 이에 따라, 비중의 차이에 의해 제2물질(M2)이 포함된 층이 그루브(1231)에 주로 형성되고 그 위로 제3물질(M3)이 포함된 층이 형성될 수 있다.

도 10을 참조하면, 추가적인 원심분리 후 사용자는 핸들(131)(도 3 참조)을 제거하고, 앞서 도 7을 참조하며 설명한 바와 같은 추출 수단을 이용하여 제2니들(N2)을 통해 제2물질(M2)을 컨테이너(111) 밖으로 추출할 수 있다. 이 때, 사용자는 필요에 따라 제2물질(M2)을 추출하며 제3물질(M3)의 일부를 함께 추출하거나, 피스톤을 적절한 위치까지 하강시켜 제3물질(M3)을 먼저 추출한 후 피스톤(120)을 상승시킨 다음 제2물질(M2)을 추출할 수 있다.

도 11 내지 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치(20)는 앞서 도 1 내지 도 10을 참조하며 설명한 체액 성분 분리 장치(10)와 마찬가지로 분리 대상 유체로부터 타겟 물질인 혈소판 풍부 혈장(PRP) 및 농축골수세포(BMC)을 분리할 수 있다. 이 실시예에의 체액 성분 분리 장치(20)는 도 1 내지 도 10을 참조하며 설명한 체액 성분 분리 장치(10)의 인디케이터(140) 대신에 필터 구조체(240)를 포함할 수 있다. 따라서, 달리 설명하지 않는 한, 동일한 도면부호를 갖는 구성요소(들) 및 그 하위 구성요소(들)에 대해 동일한 구조, 기능, 효과 등을 갖는 것을 전제로, 일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치(20)를 설명한다.

필터 구조체(240)는 피스톤(120)에 의해 분리된 컨테이너(111)의 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)을 유체 연결하면서, 제1공간(S1)으로부터 제2공간(S2)으로 유동하는 유체 중 일부 물질을 필터링할 수 있다.

필터 구조체(240)는 필터 하우징(241), 제1필터(F1), 제2필터(F2), 튜브(242), 필터 캡(243), 밀봉 캡(244A) 및 밀봉 링(244B)을 포함할 수 있다.

필터 하우징(241)은 제1공간(S1)으로부터 제2공간(S2)으로 유동하는 유체가 체류하는 공간을 형성할 수 있다. 예를 들어, 필터 하우징(241)은 제1공간(S1)과 유체 소통하는 유입 포트(IP)와, 제2공간(S2)과 유체 소통하는 한 쌍의 유출 포트(OP1, OP2)와, 유입 포트(IP) 및 한 쌍의 유출 포트(OP1, OP2) 사이의 체류 공간을 가질 수 있다. 한 쌍의 유출 포트(OP1, OP2)는 유동 방향을 기준으로 서로 맞은편에 위치될 수 있다. 이는 필터 하우징(241)을 통과하는 유체가, 유입 포트(IP)로부터 체류 공간을 거쳐 제1 유출 포트(OP1)로 이어지는 제1경로 및 유입 포트(IP)로부터 체류 공간을 거쳐 제2 유출 포트(OP2)로 이어지는 제2경로로 분류되는 것으로 이해될 수 있다.

제1필터(F1) 및 제2필터(F2)는 필터 하우징(241)의 체류 공간으로부터 제2공간(S2)으로 유동하는 유체를 필터링할 수 있다. 또한, 제1필터(F1)는 제1 유출 포트(OP1)에 설치되고, 제2필터(F2)는 제2 유출 포트(OP2)에 설치될 수 있다. 제1필터(F1) 및 제2필터(F2)는, 제2공간(S2)으로 혈소판 풍부 혈장 및 농축골수세포는 통과시키되, 적혈구에 대해서는 차단시키기에 적합한 임의의 포어 크기(pore size)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1필터(F1) 및 제2필터(F2)는 메쉬형 필터일 수 있다.

필터 하우징(241)은, 필터 하우징(241)의 중앙부가 제1니들(N1)을 수용하고, 필터 하우징(241)의 제1측(2411)이 제2니들(N2)을 둘러싸고, 필터 하우징(241)의 맞은편의 제2측(2412)이 피스톤 가이드(117)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 필터 하우징(241)은 전체적으로 원통 형상을 가지되, 제1측(2411) 및 제2측(2412)은 만곡한 리세스 형상을 가질 수 있으며, 제1측(2411)의 곡률 반경이 제2측(2412)의 곡률 반경보다 작을 수 있다.

튜브(242)는 유체 통로(124) 및 필터 하우징(241)을 유체 연결할 수 있다. 예를 들어, 튜브(242)는 유체 통로(124)의 하류에 연결된 제1단부(2421), 필터 하우징(241)의 체류 공간으로 이어지고 필터 하우징(241)의 유입 포트(IP)에 연결된 제2단부(2422) 및 제1단부(2421)와 제2단부(2422) 사이에서 연장하는 길이 방향 부분(2423)을 포함할 수 있다. 제1니들(N1)은 필터 하우징(241), 튜브(242) 및 유체 통로(124)를 통과할 수 있다.

튜브(242)의 제2단부(2422)는 필터 하우징(241)의 체류 공간 내부로 돌출할 수 있다. 예를 들어, 튜브(242)의 제2단부(2422)는 필터 하우징(241)을 구성하는 내벽으로부터 돌출할 수 있다. 이는 튜브(242)를 유동하는 타겟 물질(e.g. 혈소판 풍부 혈장)이 체류 공간으로 진입하는 모습이 사용자에게 가시적으로 보인다는 점에서 유리할 수 있다. 또한, 튜브(242)는, 튜브(242)의 제2단부(2422) 및 필터 하우징(241)의 내벽 사이에 형성된 단차(2424)를 포함할 수 있다. 단차(2424)의 일부 두께 부분은 필터 하우징(241)의 내벽으로부터 제2단부(2422)를 향하는 방향으로 가변할 수 있다.

필터 캡(243)은 제1필터(F1)를 수용할 수 있다. 필터 캡(243)은 필터 하우징(241)의 단면 형상과 동일한 형상을 갖는 단면을 가질 수 있다. 필터 캡(243)은 필터 하우징(241)의 제1 유출 포트(OP1)에 제거 가능하게 설치될 수 있다. 또한, 필터 캡(243)의 중심부는 제1니들(N1)을 수용할 수 있다.

밀봉 캡(244A) 및 밀봉 링(244B)은 제1니들(N1) 및 필터 캡(243) 사이의 결합 부분을 밀봉할 수 있다.

이하, 도 17 내지 도 20을 참조하며 일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치(20)의 작동을 설명한다. 도 17 내지 도 20에 표시되지 않은 구성요소는 도 1 내지 도 5 및 도 11 내지 도 16으로부터 자명하게 이해될 수 있으며, 도 17 내지 도 20에서 설명하지 않는 동작 방식은 도 6 내지 도 10을 참조하며 설명한 체액 성분 분리 장치(10)의 동작 방식의 일부와 중복되므로 설명을 생략하기로 한다.

도 17을 참조하면, 사용자가 매니퓰레이터(130)를 작동시켜 피스톤(120)을 하강시키면, 제3물질(M3), 제2물질(M2) 및 제1물질(M1)이 유체 통로(124)를 따라 순차적으로 유동할 수 있다. 특히, 사용자는 제2물질(M2)이 튜브(242)로부터 필터 하우징(241)의 체류 공간으로 넘어가려는 순간을 포착하고, 핸들(131) 제거한 후, 앞서 설명한 바와 같은 추출 수단을 이용하여 제1니들(N1)을 통해 제2물질(M2)을 추출할 수 있다. 한편, 제1니들(N1)을 통해 추출되지 않은 여분의 제2물질(M2)은 필터 하우징(241)의 체류 공간으로 진입할 수 있다.

도 18을 참조하면, 제2물질(M2), 그리고 제3물질(M3)의 일부는 필터 하우징(241)의 체류 공간에 혼합된 상태로 존재할 수 있고, 피스톤이 지속적으로 하강하면 제2공간(S2)에 진공이 발생하여 필터 하우징(241)의 체류 공간으로부터 제2공간(S2)으로의 유동이 강제될 수 있다. 이 때, 제1필터(F1) 및 제2필터(F2)는 제2물질(M2) 및 제3물질(M3)의 유동을 허용하되, 제1물질(M1)의 유동을 차단할 수 있다. 따라서, 필터 하우징(241)의 체류 공간에 존재하는 제2물질(M2) 및 제3물질(M3)만 제2공간(S2)으로 빠져나올 수 있고, 일부 잔존하는 제2물질(M2) 및 제3물질(M3)은 이후 수행하는 원심분리 과정에서 빠져나올 수 있다.

도 19를 참조하면, 제2공간(S2)으로 빠져나온 제2물질(M2) 및 제3물질(M3)은 혼합된 상태로 파티션(123)의 그루브(1231) 및 제2공간(2S)에 수용될 수 있다. 이후, 사용자는 체액 성분 분리 장치(20)에 대해 원심분리를 수행할 수 있다. 이에 따라, 비중의 차이에 의해 제2물질(M2)이 포함된 층이 그루브(1231)에 주로 형성되고 그 위로 제3물질(M3)이 포함된 층이 형성될 수 있다.

도 20을 참조하면, 사용자는 제2물질(M2)을 추출하기 위해 피스톤(120)을 상승시킬 수 있다. 제2니들(N2)이 그루브(1231)에 수용된 제2물질(M2)을 추출하기에 충분한 만큼 피스톤(120)이 상승되면, 사용자는 핸들(131)(도 3 참조)을 제거하고, 앞서 설명한 바와 같은 추출 수단을 이용하여 제2니들(N2)을 통해 제2물질(M2)을 컨테이너(111) 밖으로 추출할 수 있다. 이 때 사용자는 필요에 따라 제2물질(M2)을 추출하며 제3물질(M3)의 일부를 함께 추출하거나, 피스톤을 적절한 위치까지 상승시켜 제3물질(M3)를 먼저 추출한 후 추가로 피스톤(120)을 상승시켜 제2물질(M2)을 추출할 수 있다.

도 21 내지 도 23을 참조하면, 일 실시예에 따른 체액 성분 분리 장치(30)는 앞서 도 1 내지 도 20을 참조하며 설명한 체액 성분 분리 장치(10, 20)와 마찬가지로 분리 대상 체액으로부터 타겟 물질인 혈소판 풍부 혈장(PRP) 및 농축골수세포(BMC)을 분리할 수 있다. 이 실시예에서의 체액 성분 분리 장치(30)는 도 1 내지 도 20을 참조하며 설명한 체액 성분 분리 장치(10, 20)의 매니퓰레이터(130)와 다른 구조의 매니퓰레이터(330) 및 도 11 내지 도 20을 참조하며 설명한 체액 성분 분리 장치(20)의 필터 구조체(240)와 다른 구조의 필터 구조체(340)를 포함할 수 있다. 달리 설명하지 않는 한, 동일한 명칭 및/또는 도면부호를 갖는 구성요소(들) 및 그 하위 구성요소(들)에 대해 동일한 구조, 기능, 효과 등을 갖는 것을 전제로, 일 실시예에 따른 PRP 분리 장치(30)를 설명한다.

매니퓰레이터(330)는, 피스톤(120)의 이동을 미세 조절하고 피스톤(120)을 제 위치에 고정시키도록 구성된 조절부(336)를 포함할 수 있다. 조절부(336)는 수 맞물림 요소(1362)가 형성된 샤프트(3361)를 포함할 수 있다.

샤프트(3361)는 관 형상을 가질 수 있다. 또한, 수 맞물림 요소(1362)는 샤프트(3361)의 길이 방향을 따라 샤프트(3361)의 일부에만 형성될 수 있다. 예를 들어, 수 맞물림 요소(1362)는 샤프트(3361)의 상부로부터 중심부까지만 형성될 수 있다.

샤프트(3361)는, 샤프트(3361)의 길이 방향을 따라 볼 때, 상부에 위치된 제1단부에서의 제1개구(H1) 및 하부에 위치된 제2단부에서의 제2개구(H2)를 포함할 수 있다. 사용자는 핸들(131)을 제거하고나서 제1개구(H1)를 통해 분리 대상 체액을 주입할 수 있고, 주입된 분리 대상 체액은 샤프트(3361)의 내부 캐비티를 따라 제2개구(H2)를 통해 제1공간(S1)에 수용될 수 있다.

샤프트(3361)는 컨테이너(111)의 중심부에 배치될 수 있다. 이 경우, 피스톤 가이드(117) 및 내부 바디(122) 또한 컨테이너(111)의 중심부에 위치될 수 있으며, 유체 통로(124)는 피스톤 가이드(117)의 주변부에 위치될 수 있다.

한편, 피스톤(120)은 샤프트(3361) 및 내부 바디(122) 사이의 추가적인 밀봉 링(126)을 포함할 수 있다. 밀봉 링(126)은 내부 바디(122)의 내측 리세스에 수용되어 샤프트(3361) 및 내부 바디(122) 사이의 밀봉을 유지할 수 있다.

필터 구조체(340)는 필터 하우징(341) 및 제1필터(F1)를 포함할 수 있다. 필터 하우징(341)은 실질적으로 보울(bowl) 형상을 가질 수 있으며, 유체 통로(124)의 단부가 필터 하우징(341)을 관통할 수 있다. 필터 하우징(341)의 상부는 제2공간(S2)에 대해 개방되어 있는 한편, 필터 하우징(341)의 하부는 제1필터(F1)를 매개로 제2공간(S2)에 유체 연결되어 있다. 따라서, 유체 통로(124)를 통과한 체액 중 타겟 물질(e.g. 혈소판 풍부 혈장)은 필터 하우징(341)에 수용되어 있다가 원심분리 시 제1필터(F1)를 통해 제2공간(S2)으로 유동하고, 특정 물질(e.g. 적혈구)은 필터 하우징(341)에 수용된 채 필터 하우징(341)에 유지될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims

밀폐 공간을 갖는 하우징;
상기 하우징과 밀봉되게 상기 하우징에 수용되는 피스톤으로서, 상기 피스톤은, 상기 하우징의 밀폐 공간을 제1공간 및 제2공간으로 분리하는 파티션 및 상기 파티션에 형성되고 상기 제1공간 및 상기 제2공간을 유체 연결하는 유체 통로를 포함하는, 상기 피스톤; 및
상기 피스톤에 작동 가능하게 결합되는 매니퓰레이터로서, 상기 제1공간이 제1용적을 갖는 제1위치 및 상기 제1공간이 상기 제1용적과 다른 제2용적을 갖는 제2위치 사이에서 상기 피스톤의 이동을 조절하도록 구성되고, 상기 하우징에 대해 상기 피스톤이 이동하지 않게 상기 제1위치 및 상기 제2위치 사이의 임의의 위치에 상기 피스톤을 고정시키도록 구성된, 상기 매니퓰레이터;
를 포함하고,
상기 피스톤이 상기 제1위치 및 상기 제2위치 사이를 이동하는 동안 상기 제1공간의 압력 및 상기 제2공간의 압력이 평형을 이루는 체액 성분 분리 장치.
제1항에 있어서,
상기 매니퓰레이터는,
핸들;
상기 핸들에 형성된 제1 맞물림 부재;
상기 제1 맞물림 부재와 맞물리도록 구성된 제2 맞물림 부재;
상기 제2 맞물림 부재와 결합된 샤프트;
상기 샤프트에 형성된 제1 맞물림 요소; 및
상기 제1 맞물림 요소와 맞물리도록 구성되고 상기 피스톤에 설치된 제2 맞물림 요소;
를 포함하는 체액 성분 분리 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 맞물림 요소는 수 맞물림 요소이고, 상기 제2 맞물림 요소는 암 맞물림 요소인 체액 성분 분리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1공간 및 상기 제2공간을 유체 연결하고, 상기 제1공간으로부터 상기 제2공간으로 유동하는 타겟 물질을 포함하는 층을 나타내도록 구성된 인디케이터를 더 포함하는 체액 성분 분리 장치.
제4항에 있어서,
상기 인디케이터는,
상기 유체 통로와 유체 연결된 유입 포트와, 상기 제2공간과 유체 연결된 유출 포트와, 상기 유입 포트 및 상기 유출 포트를 연결하는 메인 채널을 포함하는 튜브; 및
상기 튜브의 내부에 배치되고, 상기 튜브와 함께 상기 메인 채널의 단면의 크기보다 작은 크기의 단면을 갖는 서브 채널을 규정하는 인서트;
를 포함하는 체액 성분 분리 장치.
제5항에 있어서,
상기 인서트는, 상기 메인 채널을 유동하는 유체를 상기 서브 채널로 안내하는 가이드 부분을 포함하는 체액 성분 분리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1공간 및 상기 제2공간을 유체 연결하고, 상기 제1공간으로부터 상기 제2공간으로 유동하는 유체를 필터링하는 필터 구조체를 더 포함하는 체액 성분 분리 장치.
제7항에 있어서,
상기 필터 구조체는,
상기 유체 통로와 유체 연결된 유입 포트 및 상기 제2공간과 유체 연결된 유출 포트를 갖는 필터 하우징; 및
상기 유출 포트에 설치된 필터;
를 포함하고,
상기 유입 포트는 상기 필터 하우징의 제1부분에 형성되고, 상기 유출 포트는 상기 필터 하우징의 제1부분과 다른 제2부분에 형성되는 체액 성분 분리 장치.
제8항에 있어서,
상기 필터 구조체는, 상기 유체 통로 및 상기 필터 하우징의 유입 포트에 유체 연결된 튜브를 포함하고,
상기 튜브의 적어도 일부는 상기 필터 하우징의 내부를 향해 상기 필터 하우징의 내벽으로부터 돌출하는 체액 성분 분리 장치.
제1항에 있어서,
상기 피스톤은,
상기 하우징의 높이 방향을 따라 이동하는 외부 바디; 및
상기 외부 바디의 내부에 위치된 내부 바디;
를 포함하고,
상기 파티션은 상기 외부 바디의 단부 및 상기 내부 바디의 단부를 연결하고,
상기 유체 통로는 상기 외부 바디 및 상기 내부 바디 사이에서 그리고 상기 파티션으로부터 연장하는 체액 성분 분리 장치.
제1항에 있어서,
상기 파티션은 타겟 물질을 수용하기 위한 그루브를 포함하고, 상기 그루브는, 경사지게 형성된 상기 파티션의 가장 낮은 위치에 형성되고, 상기 파티션의 두께 방향을 따라 폭이 좁아지는 형상을 갖는 체액 성분 분리 장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 피스톤과 밀봉을 유지하는 컨테이너; 및
상기 밀폐 공간을 규정하기 위해 상기 컨테이너를 밀봉하며 상기 컨테이너와 결합되는 리드;
를 포함하고,
상기 리드는 상기 밀폐 공간과 유체 소통 가능한 제1개구 및 제2개구를 포함하고,
상기 리드는,
변형 가능하며 상기 제1개구를 개폐하는 제1플러그; 및
변형 가능하며 상기 제2개구를 개폐하는 제2플러그;
를 포함하는 체액 성분 분리 장치.