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KR102564834B1 - 피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법 - Google Patents

피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법 Download PDF

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KR102564834B1
KR102564834B1 KR1020150162247A KR20150162247A KR102564834B1 KR 102564834 B1 KR102564834 B1 KR 102564834B1 KR 1020150162247 A KR1020150162247 A KR 1020150162247A KR 20150162247 A KR20150162247 A KR 20150162247A KR 102564834 B1 KR102564834 B1 KR 102564834B1
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tongs
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홍창혁
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 체외에서 자가 피부를 최대로 확장시켜 피부 조직 배양을 수행할 수 있도록 한 피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법에 관한 것으로, 일반적인 체외 자가 피부 확장 장치는 피부의 특성에 관계없이 일정한 힘을, 일정 주기로 가하여 확장하는 형태를 취하는데 반해, 본 발명은 피부의 탄성을 체크하여 피부가 파열되기 직전까지 늘어날 수 있는 최대의 면적을 측정을 통해 알아내고 이를 바탕으로 피부가 파열되지 않는 정도로 확장하는 방법과 장치에 관한 것이다.

Description

피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법{SKIN EXPANSION APPARATUS AND METHOD OF SKIN EXPANTION USING THE SAME}
본 발명은 피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법에 관한 것으로서, 특히 체외에서 자가 피부를 최대로 확장시켜 피부 조직 배양을 수행할 수 있도록 한 피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 피부는 인체의 하나의 기관으로서, 사람의 전체 체중의 약 16%에 해당한다. 상기 피부는 외부 환경과 직접 접하며, 외부로부터 사람을 보호하는 역할을 한다. 예를 들어, 외부에 존재하는 병원균과 같은 물질에 대해 해부학적 장벽으로 작용한다.
또한, 피부는 또한 필수 영양분이 신체 밖으로 씻겨나가지 않도록 하는 한편, 과량의 체액 손실을 방지하는 반투과성 장벽을 제공한다. 피부의 다른 기능으로는 단열, 체온 조절 및 감각 작용이 있을 수 있다.
상기 피부는 화상, 외상, 질병, 탈색소(예컨대, 백반증) 등에 의해 손상될 수 있으며, 이 경우, 이식 수술을 통해 피부 손상을 수복시킬 수 있다.
이러한 피부 이식 수술은 1차 봉합으로 닫을 수 없는 피부 조직의 결손이 있을 때 다른 부위에서 피부 편을 채취하여 수술 부위에 봉합하여 이식하는 수술을 말하며 화상 등 외상으로 인한 반흔 및 구축의 교정, 피부 종양 제거 및 피부 궤양, 수지 접합 시 등의 연부 조직 재건을 위해 필수적인 수술이다.
그러나 피부 이식 수술 시 피부를 채취하는 부위의 2차적인 손상 및 흉터가 발생하며 이전의 화상이나 외상으로 인해 피부 채취 부위가 아주 작은 경우 수술이 어려워진다. 그래서 다른 인공 피부를 이식하거나 작은 면적의 피부를 넓게 확장하여 피부 이식에 사용하게 된다.
기존의 피부 이식술은 인공 피부 이식, 체내 조직 확장기를 사용한 이식, 및 그물형 피부 이식술 등으로 나뉜다. 인공 피부 이식은 인위적으로 합성하거나 배양된 대체 피부를 이식하는 수술로 다른 자가 조직 이식을 동반해야 하며, 불충분한 물리적 특성, 비싼 비용, 영구성의 부재, 감염의 취약성, 부적당한 생체 적합성 등이 한계이다.
한편, 체내 조직 확장기를 이용한 이식 수술은 체내에 피부 확장기를 넣고 부풀려 조직을 확장한 후 수술에 사용하는 것으로 자가 조직을 이용한다는 장점이 있으나 충분한 조직 확보를 위한 시간이 많이 소모되고 환자의 일상 생활 장해와 조직의 섬유화를 시행하기 적합하지 않은 신체 위치에는 적용이 불가능하다.
또한, 그물형 피부 이식술은 피부 이식 편을 기구를 사용해 그물처럼 늘려서 이식하는 방법으로 상처 수복 시간이 매우 길고 피부 반흔 및 구축을 악화시키며, 많은 양의 자가 피부가 요구된다. 즉, 공여 부의 손상 및 흉터를 최소화하고 면역 적합성 및 감염의 위험 또한 최소화할 수 있는 피부 이식술이 필요하며 이와 관련하여 공여 부에서 채취한 최소 면적의 피부 편을 체외에서 일정 이상의 힘으로 잡아당겨 수혜 부에 최대 면적으로 확장 및 배양하는 피부 최대 확장 장치가 필요하다. 환자의 환부에 적용하기 위한 자가 피부 편은 개별 환장의 피부 상태, 채취 부위, 확장 환경에 따라 피부를 최대한으로 확장하기 위한 알고리즘의 적용을 통해 피부가 파열되지 않을 정도까지 확장할 수 있게 하는 방법이 필요한 실정이다.
이에, 본 발명의 목적은, 체외에서 자가 피부를 최대로 확장시켜 피부 조직 배양을 수행할 수 있도록 한 피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법을 제공함에 있다.
정리하면, 일반적인 체외 자가 피부 확장 장치는 피부의 특성에 관계없이 일정한 힘을, 일정 주기로 가하여 확장하는 형태를 취하는데 반해, 본 발명은 피부의 탄성을 체크하여 피부가 파열되기 직전까지 늘어날 수 있는 최대의 면적을 측정을 통해 알아내고 이를 바탕으로 피부가 파열되지 않는 정도로 확장하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 피부 확장 장치는, 피부 편의 확장 및 배양을 위해 피부편이 복수의 집게에 장착된 피부 편 확장/배양 챔버; 상기 피부 편 확장/배양 챔버의 집게를 구동하여 장착된 피부편을 확장시키고, 피부편의 확장 정도에 따라 상기 피부편 확장/배양 챔버의 집게의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하고, 상기 피부 편 확장/배양 챔버는 탈착 가능하도록 구성된 클램프 모듈 및 상기 클램프 모듈 및 상기 각 집게에 연결되어 집게에 장착된 피부 편을 서로 다른 방향으로 각각 확장시키도록 슬라이딩 구동되는 집게 연결 막대를 포함하고, 상기 구동 제어부는 상기 클램프 모듈과 집게에 연결된 집게 연결 막대를 구동하여 피부 편을 확장 구동하는 구동부, 상기 구동부의 구동에 따라 확장되는 피부 편의 확장 정도를 측정하고, 측정된 피부 편의 확장 정도에 대한 피부 편 확장 면적을 계산한 후, 상기 피부편의 확장을 위해 인가되는 힘 대비 피부 편의 확장 길이간의 기울기를 계산하여 기울기의 변화를 측정하는 측정부, 및 상기 측정된 기울기의 변화량과 기 설정된 기준 범위를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 구동부의 제어 여부를 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 피부 편 확장/배양 챔버의 집게는 상기 구동 제어부의 제어에 따라 서로 다른 방향으로 구동하여 상기 피부편을 확장시킨다.
상기 복수의 집게는, 상기 피부편의 상면과 접촉하는 상판; 상기 피부편의 하면과 접촉하는 하판; 및 상기 상판 및 하판 중 적어도 어느 하나로부터 돌출되어 상기 피부편을 관통하는 적어도 하나의 바늘을 포함한다.
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상기 구동 제어부는, 상기 클램프 모듈과 상기 집게 연결 막대 중 적어도 하나의 위치를 변경하여 상기 피부 편의 확장 방향과 상기 피부편의 확장 시간을 제어한다.
상기 피부 편 확장/배양 챔버의 집게에 장착된 피부 편의 확장 정도를 모니터링하는 모니터링부를 더 포함한다.
삭제
상기 구동 제어부는, 상기 기울기의 변화량이 “0” 또는 “-“가 되는 시점이 되는지를 판단하고, 판단 결과, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달된 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되었다고 판단하여 현 상태의 힘이 유지되도록 상기 구동부를 제어하고, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달되지 않았을 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되지 않은 상태로 판단하여 피부 편의 확장 정도에 따라 가해지는 힘이 증가되도록 상기 구동부를 제어한다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 피부 확장 방법은, 피부 편의 확장 및 배양을 위해 피부편을 피부 편 확장/배양 챔버내 복수의 집게에 장착하는 단계; 상기 집게를 구동하여 장착된 피부편을 확장시키고, 피부편의 확장 정도를 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링 결과에 따라 상기 피부편 확장/배양 챔버의 복수의 집게의 구동을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 제어하는 단계는 상기 집게의 구동을 제어하여 장착된 피부 편을 확장을 구동하는 단계, 상기 구동에 따라 확장되는 피부 편의 확장 정도를 측정하는 단계, 상기 측정된 피부 편의 확장 정도에 대한 피부 편 확장 면적을 계산하는 단계, 상기 피부편의 확장을 위해 인가되는 힘 대비 피부 편의 확장 길이간의 기울기를 계산하여 기울기의 변화를 측정하는 단계 및 상기 측정된 기울기의 변화량과 기 설정된 기준 범위를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 구동부의 제어 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 피부 편 확장/배양 챔버의 집게에 장착된 피부편의 확장은, 구동 제어에 따라 서로 다른 방향으로 구동하여 상기 피부편을 확장시킨다.
삭제
상기 제어 여부를 결정하는 단계는, 상기 측정된 기울기의 변화량이 “0” 또는 “-“가 되는 시점이 되는지를 판단하는 단계; 상기 판단 결과, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달된 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되었다고 판단하여 현 상태의 힘이 유지되도록 상기 집게의 구동을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 측정된 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달되지 않았을 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되지 않은 상태로 판단하여 피부 편의 확장 정도에 따라 가해지는 힘이 증가되도록 상기 집게의 구동을 제어한다.
본 발명은 인장력을 이용하여 피부를 당기는 자극을 줌으로 피부의 면적을 최대로 확장하도록 하는 것으로, 피부 이식 수술 시 공여 부에서 채취한 작은 면적의 자가 피부를 체외에서 일정 이상의 면적으로 피부 파열 없이, 피부 괴사를 최대한 방지하며 안전하게, 최대 면적으로 확장 및 배양할 수 있도록 한 것이다. 다시 말해, 일반적인 체외 자가 피부 확장 장치는 피부의 특성에 관계없이 일정한 힘을, 일정 주기로 가하여 확장하는 형태를 취하는데 반해, 본 발명에 따르면, 피부의 탄성을 체크하여 피부가 파열되기 직전까지 늘어날 수 있는 최대의 면적을 측정을 통해 알아내고 이를 바탕으로 피부가 파열되지 않는 정도로 확장할 수 있도록 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 확장을 위한 구동 장치에 대한 구조 및 구성을 나타낸 도면.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 집게를 도시한 단면도, 도 2b는 도 2a의 상판에 대한 평면도, 도 2c는 도 2a의 하판에 대한 평면도.
도 3 내지 도 6은 도 1의 본 발명의 실시예에 있어서 피부편과 집게들의 연결 구조의 서로 다른 각각의 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 피부 확장 장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 피부 확장 장치를 이용한 피부 확장 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법에 대하여 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 확장 장치에 적용되는 피부 확장 구동 장치에 대한 구조 및 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 확장 장치는, 피부편(14)이 담가지는 배양액(15)을 수용하는 피부 편 확장/배양 챔버(10), 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)에 연결되며 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10) 내의 환경을 제어하는 환경 제어부(50), 상기 피부편(14)을 고정하는 집게부, 및 상기 집게부를 구동하는 구동 제어부(30)를 포함할 수 있다.
상기 피부편(14)은 피부 손상을 복구하는 데 이용되는 것으로서 인간의 피부로부터 분리된 것을 말한다. 상기 피부편(14)은 자신의 피부의 일부분을 절제하여 얻거나, 다른 사람의 피부의 일부분을 절제하여 얻을 수 있으며, 피부가 손상된 환자에게 이식하는 데 사용될 수 있다.
상기 피부편(14)은 공지된 다양한 방법으로 얻을 수 있다. 상기 피부편(14)은 예를 들어, 공여하고자 하는 부분의 면적 정도를 마킹하고, 상기 마킹된 부분의 피부를 절단함으로써 얻을 수 있다.
상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)는 상기 피부편(14)의 확장이 수행되는 공간을 제공한다. 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)는 상부 방향이 오픈된 형태의 공간을 제공할 수 있으며, 이 경우 바닥면과 상기 바닥면으로부터 상향 연장된 측벽부를 포함할 수 있다.
상기 공간에는 상기 피부를 배양하기 위한 배양액(15)이 제공된다. 상기 피부편(14)은 상기 배양액(15)에 담가지며 확장이 수행되는 동안 배양도 함께 이루어진다. 상기 배양액(15)는 상기 확장이 수행되는 동안, 또는 상기 확장이 수행된 후, 필요에 따라, 더 추가되거나 새로운 배양액으로 교환될 수 있다.
상기 배양액(15)은 상기 피부편(14)을 배양하기 위한 것으로 피부편(14) 세포의 생장에 필요한 다량 원소 및 미량 원소를 포함할 수 있다. 상기 배양액(15)의 조성은 공지된 것을 사용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 환경 제어부(50)는 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10) 내의 환경, 특히 온도와 관련한 환경을 제어한다.
상기 피부 편 확장/배양 챔버(10) 내의 배양액(15)은 상기 피부편(14)의 배양이 용이한 온도로 유지되는 것이 바람직하다. 상기 환경 제어부(50)는 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)에 열을 전달하는 가열기를 포함할 수 있으며, 상기 배양액(15)이 소정 온도, 예를 들어 사람의 체온과 실질적으로 동일한 온도를 유지할 수 있도록 상기 배양액(15)에 열을 전달한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 환경 제어부(50)는 온수를 이용한 가열기를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 환경 제어부(50)는 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 측벽부 내에 제공되며 온수가 이동하기 위한 수로(미도시), 상기 수로로 온수를 제공하기 위한 급수구(IN), 및 상기 수로로부터 온수를 배출하는 배수구(OUT)를 포함할 수 있다.
상기 수로는 상기 측벽부 내에 공동의 형태로 제공될 수 있으며, 이 경우, 상기 측벽부는 내벽과 외벽을 갖는 이중벽의 구조를 가질 수 있다.
그러나, 상기 측벽부 내부의 수로의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 수로는 튜브 형태로 제공되어 복수 회 절곡될 수도 있다.
상기 급수구(IN)는 상기 수로의 일측에 연결되며, 외부로부터 상기 수로로 온수를 제공한다. 상기 급수구(IN)에는 밸브가 장착될 수 있으며, 상기 밸브를 이용하여 상기 급수구(IN)를 통한 온수의 제공 양이나 온수의 제공 속도가 조절될 수 있다.
상기 배수구(OUT)는 상기 수로의 타측에 연결되며, 상기 수로로부터 외부로 상기 온수를 배출한다. 상기 배수구(OUT)에는 밸브가 장착될 수 있으며, 상기 밸브를 이용하여 상기 배수구(OUT)를 통한 온수의 배출 양이나 온수의 배출 속도가 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 급수구(IN) 일측에는 순환 펌프(51)가 연결될 수 있다. 상기 순환 펌프(51)는 상기 온수를 상기 급수구(IN) 방향으로 펌핑할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 순환 펌프(51)가 상기 배수구(OUT)에도 연결될 수 있으며, 이 경우, 상기 순환 펌프(51)는 상기 배수구(OUT)로 배출된 물을 다시 가열하여 상기 급수구(IN) 방향으로 제공한다.
상기 온수를 이용한 환경 제어부(50)는, 상기 순환 펌프(51)를 통해 온수를 상기 급수구(IN)로 제공하며, 상기 급수구(IN)로 제공된 온수는 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10) 측벽 내의 수로를 따라 이동하여 상기 배수구(OUT)로 배출된다. 상기 온수는 상기 수로를 따라 이동하면서 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 상기 배양액(15)으로 열을 전달한다. 상기 배수구(OUT)로 배출된 온수는 상기 순환 펌프(51)를 통해 다시 급수구(IN)로 제공될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 순환 펌프(51) 측에는 상기 온수를 가열하기 위한 가열 부재가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 환경 제어부(50)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 온도 환경을 제어하는 것이라면 다른 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 환경 제어부(50)는 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 측벽부 내에 제공된 발열 코일의 형태로 제공될 수 있다.
상기 집게부는 상기 피부편(14)을 배양액(15)이 담가진 상태에서 확장하기 위한 것으로, 상기 피부편(14)을 바깥 방향으로 잡아당겨 상기 피부편(14)에 인장력을 가한다.
상기 집게부는 상기 피부편(14)을 고정하는 집게(13)와, 상기 집게(13)에 연결된 집게 연결 막대(12), 및 상기 집게 연결 막대(12)와 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)를 연결하는 클램프 모듈(11)을 포함할 수 있다.
상기 집게(13)는 복수 개로 제공되며, 상기 피부편(14)을 직접 파지한다. 예를 들어, 상기 집게(13)는 상기 피부편(14)의 서로 마주보는 양단을 파지할 수 있도록 적어도 2개로 이상으로 제공된다. 상기 집게들(13)은 상기 피부편(14)의 서로 마주보는 양단을 파지함과 동시에 상기 피부편(14)을 바깥 방향으로 잡아당겨 인장력을 가한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 집게를 도시한 단면도, 도 2b는 도 2a의 상판을 하부에서 바라보았을 때의 평면도, 도 2c는 도 2a의 하판을 상부에서 바라보았을 때의 평면도이다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 각 집게(13)는 상기 피부편(14)의 상면과 접촉하는 상판(13-1)과, 상기 피부편(14)의 하면과 접촉하는 하판(13-2), 및 상기 상판(13-1) 및 상기 하판(13-2) 중 적어도 어느 하나로부터 돌출되며 상기 피부편(14)을 관통하는 바늘(13-3)을 포함할 수 있다.
상기 상판(13-1)과 상기 하판(13-2)은 피봇(13-4)을 통해 연결되며, 상기 피봇(13-4)을 중심으로 상기 상판(13-1) 또는 상기 하판(13-2) 중 적어도 하나가 일부 영역에서 회전 이동할 수 있다.
본 발명의 집게(13)에 있어서, 상기 상판(13-1)과 상기 하판(13-2)은 피부편(14)이 들어가도록 벌려지며, 상기 피부편(14)을 넣은 후 바늘(13-3)이 상기 피부에 충분히 들어갈 수 있게 충분히 눌려질 수 있다. 즉, 상기 피부편(14)은 상기 상판(13-1)과 하판(13-2)은 상기 피부편(14)을 사이에 두고 배치되며, 상기 바늘(13-3)에 의해 고정된다. 상기 피부편(14)이 상기 집게(13)에 파지될 때, 상기 상판(13-1)의 하면은 상기 피부편(14)의 상면에 곧바로 접촉될 수 있으며, 상기 하판(13-2)의 상면은 상기 피부편(14)의 하면에 곧바로 접촉될 수 있다.
상기 바늘(13-3)은 상기 피부편(14)을 관통함으로써 상기 상판(13-1)과 상기 하판(13-2) 사이에 상기 피부편(14)이 단단하게 고정되도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 바늘(13-3)이 상판(13-1)으로부터 하판(13-2) 방향으로 돌출된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 바늘(13-3)이 하판(13-2)으로부터 상판(13-1) 방향으로 돌출될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 집게(13)에 바늘(13-3)을 사용함으로써 파지되는 피부편(14)의 손상을 최소화한다. 상기 바늘(13-3)은 상기 피부편(14)의 면적 중 아주 작은 면적에 적용되며, 상기 피부편(14)에 가해지는 인장력과 수직한 방향으로 상기 피부편(14)에 꽂히므로, 상기 피부편(14)이 확장되는 단계에서의 피부의 손상이 최소화된다.
또한, 상기 바늘(13-3)에 의해 상기 피부편(14)이 상기 집게(13)로부터 쉽게 분리되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 바늘(13-3)은 하나 또는 복수 개로 제공될 수 있다.
상기 바늘(13-3)이 복수개로 제공될 때 상기 바늘들(13-3)은 상기 피부편(14)의 손상을 최소화함과 동시에 효율적으로 파지하기 위하여 다양한 형태로 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 피부편(14)이 잡아당겨지는 방향에 대하여 서로 엇갈리게 지그재그 형태로 배열될 수 있다. 이는 상기 피부편(14)에 가해지는 인장력이 특정 부분에 집중됨으로써 발생할 수 있는 손상을 방지하기 위함이다.
상기 하판(13-2)에는 상기 바늘(13-3)이 제공된 위치에 대응하는 부분에 가이드 홀(13-5)이 제공될 수 있다. 상기 바늘(13-3)은 상기 집게가 닫힐 때 상기 가이드 홀(13-5) 내로 들어간다.
상기 가이드 홀(13-5)은 상기 집게를 닫을 때 상기 바늘(13-3)이 이동하는 경로를 가이드 함과 동시에 바늘 끝부분의 마모를 방지한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 집게(13)에 있어서, 상판(13-1), 하판(13-2), 바늘(13-3), 피봇(13-4) 등의 형상은 상기 피부편(14)을 고정하는 원리에서 벗어나지 않은 한도 내에서 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
상기 집게 연결 막대(12)는 일 단이 상기 집게(13)에 연결되고 타단이 상기 클램프 모듈(11)에 연결된 막대 형상으로 제공된다. 상기 집게 연결 막대(12)는 필요에 따라 복수 회 절곡될 수 있다. 상기 집게 연결 막대(12)는 상기 절곡 부분에서 서로 연결되는 복수 개의 연결 기둥을 가질 수 있으며, 이 경우 상기 절곡 부분에서 서로 체결될 수 있다. 이에 따라, 상기 집게 연결 막대(12)의 절곡되어 분리된 부분 각각은, 그 길이나 위치가 조절될 수 있으며, 서로 인접한 분리된 부분끼리 체결될 수 있다. 예를 들어, 상기 집게 연결 막대(12)에는 상기 절곡된 위치에 피봇(13-4)이 제공될 수도 있다. 상기 집게 연결 막대(12)는 상기 구동 제어부(30)에 의해 구동되어 상기 피부편(14)을 최대한 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 바닥부에 가깝게 위치시킬 수 있다. 이 경우, 다량의 배양액(15)이 필요하지 않으므로 배양액(15)의 사용량을 최소화할 수 있다.
상기 클램프 모듈(11)은 상기 집게 연결 막대(12)에 연결되며, 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 상부에 제공될 수 있다. 상세하게는, 상기 클램프 모듈(11)은 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 측벽의 상부에 제공될 수 있다. 상기 클램프 모듈(11)은 자석(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 자석을 이용하여 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10) 상에 자석력을 이용하여 탈부착될 수 있다.
상기 구동 제어부(30)는 상기 집게부의 구동을 제어하는 바, 상기 클램프 모듈(11)과 상기 집게 연결 막대(12) 중 적어도 하나의 위치를 변경하여 상기 피부편(14)의 확장 방향과 상기 피부편(14)의 확장 시간을 제어한다.
예를 들어, 상기 구동 제어부(30)는 상기 클램프 모듈(11)을 중력에 수직한 방향들(즉, 수평 방향) 중 적어도 한 방향으로 이동시키거나, 상기 집게 연결 막대(12)를 상기 중력과 평행한 방향 및/또는 중력과 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동 제어부(30)는 상기 클램프 모듈(11)이 일 방향을 따라 전진 또는 후진할 수 있다. 상기 구동 제어부(30)는 상기 클램프 모듈(11)과 상기 집게 연결 막대(12)의 위치를 변경하기 위한 실린더 방식의 슬라이딩 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 클램프 모듈(11)은 상기 피부편(14)의 확장 방향을 고려하여 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10) 측벽 상에서 소정 방향(예를 들어, 수평 방향)으로 이동될 수 있다. 상기 집게 연결 막대(12) 또한, 상기 피부편(14)의 확장 방향을 고려하여 상기 클램프 모듈(11)과 상기 집게(13)를 잇는 부분에서 소정 방향(예를 들어, 수평 방향과 수직 방향)으로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 피부 확장 장치는 카메라(20)를 더 포함할 수 있다. 상기 카메라(20)는 상기 피부편(14)의 확장 여부와 배양 여부 등을 원격으로 관찰, 녹화, 또는 캡쳐한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라(20)를 통해 상기 피부편(14)의 상태가 확인될 수 있으며, 추가적인 피부편(14)의 확장이나 배양 여부가 결정될 수 있다.
상기한 구성을 갖는 피부 확장 장치는 집게부를 이용하여 피부편(14)을 확장함과 동시에 상기 피부편(14)의 배양을 수행하므로, 최초로 채취된 피부편(14)보다 넓은 면적의 피부편(14)을 수득할 수 있다.
도 3은 도 1의 본 발명의 실시예에 있어서 피부 확장 장치의 일부를 도시한 평면도로서, 본 발명의 피부 확장 장치 중 확장하기 위한 목적물인 피부편과 집게들만을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 확장하고자 하는 피부편(14)은 집게들(13a, 13b, 13a-1, 13b-1) 에 의해 고정된다.
여기서, 상기 피부편(14)은 직사각 형상으로 제공되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상(예를 들어, 원형, 타원형, 반원형, 삼각형을 포함한 다각형 등)을 가질 수 있다.
상기 집게들(13a, 13b, 13a-1, 13b-1) 은 상기 피부편(14)의 제1 방향(D1)의 양단에 각각 배치된 제1 집게들(13a, 13a-1)과, 상기 피부편(14)의 제2 방향(D2)의 양단에 각각 배치된 제2 집게들(13b, 13b-1)을 포함한다. 상기 제2 방향(D2)은 상기 제1 방향(D1)과 서로 다른 방향으로서, 수직하게 교차하는 방향일 수 있다.
상기 제1 집게들(13a, 13a-1)은 서로 마주 보며, 상기 피부편(14)을 상기 제1 방향(D1)을 따라 바깥 쪽으로 잡아당김으로써 상기 피부편(14)에 제1 방향(D1)으로 인장력을 인가한다. 여기서, 서로 마주보는 상기 제1 집게들(13a, 13a-1)은 서로 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 피부편(14)은 배양액 내에 담가진 상태이므로 배양이 진행됨과 동시에 상기 제1 방향(D1)의 양단을 따라 확장된다.
상기 제2 집게들(13b, 13b-1)은 서로 마주보며, 상기 피부편(14)을 상기 제2 방향(D2)을 따라 바깥 쪽으로 잡아당김으로써 상기 피부편(14)에 제2 방향(D2)으로 인장력을 인가한다. 여기서, 서로 마주보는 상기 제2 집게들(13b, 13b-1)은 서로 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 피부편(14)은 배양액 내에 담가진 상태이므로 배양이 진행됨과 동시에 상기 제2 방향(D2)의 양단을 따라 확장된다.
상기한 바와 같이 상기 제1 집게들(13a, 13a-1)과 상기 제2 집게들(13b, 13b-1)을 이용하여 상기 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)으로 상기 피부편(14)을 확장함으로써 최초 채취되었을 때의 면적보다 더 넓은 면적을 갖는 피부편(14)을 얻을 수 있다.
상기 제1 집게들(13a, 13a-1)과 상기 제2 집게들(13b, 13b-1)의 개수나 위치는 상기 피부편(14)의 형상이나 확장하고자 하는 방향에 따라 달리 설정될 수 있는 바, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 피부 확장 장치를 각각 도시한 평면도로서, 본 발명의 피부 확장 장치 중 확장하기 위한 목적물인 피부편과 집게들만을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 확장 장치에 있어서, 피부편(14)은 제1 방향(D1)의 양단에 위치한 제1 집게들(13a, 13a-1)에 의해서만 고정된다.
본 실시예에 있어서, 상기 피부편(14)은 상기 제1 집게들(13a, 13a-1)에 의해 제1 방향(D1)의 양단의 바깥쪽으로만 확장되며, 상기 제1 방향(D1) 이외의 방향으로는 확장되지 않을 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 확장 장치에 있어서, 피부편(14)은 제1 방향(D1)의 일단에 한 쌍, 타단에 다른 한쌍으로 배
치된 제1 집게들(13a, 13a-1, 13a-2, 13a-3)과, 제2 방향(D2)의 일단에 한 쌍, 타단에 다른 한쌍으로 배치된 제2 집게들(13b, 13b-1, 13b-2, 13b-3)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 피부편(14)을 사이에 두고 서로 마주보는 집게들 쌍(즉, 13a와 13a-2, 13a-1와 13a-3, 13b와 13b-2, 13b-1와 13b-3)은 각각 바깥 쪽으로 상기 피부편(14)의 서로 다른 위치에서 상기 피부편(14)을 잡아당김으로써, 상기 피부편(14)을 제1 및 제2 방향(D1, D2)으로 효율적으로 확장시킨다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 확장 장치에 있어서, 피부편(14)은 제1 방향(D1)의 일단에 한 쌍, 타단에 다른 한쌍으로 배치된 제1 집게들(13a, 13a-1, 13a-2, 13a-3)과, 제2 방향(D2)의 일단에 한 쌍, 타단에 다른 한쌍으로 배치된 제2 집게들(13b, 13b-1, 13b-2, 13b-3)에 더해, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2) 각각과 교차하는 제3 방향(D3)의 양 단에 위치한 제3 집게들(13c, 13c-1)과, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2) 각각과 교차함과 동시에 제3 방향(D3)과도 교차하는 제4 방향(D4)의 양 단에 위치한 제4 집게들(13d, 13d-1)을 포함할 수 있다. 이 경우, 서로 다른 방향으로 피부편(14)에 인장력을 가하는 제1 내지 제4 집게들에 의해 더욱 용이하게 피부편을 확장할 수 있다.
도 3 내지 도 6를 참조하면, 상기 집게들은 피부편의 확장하려는 방향에 따라 다양한 방향으로, 다양한 개수로 제공될 수 있다. 다시 말해, 상기 피부편에는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 단일 축(single axis)을 따라 단일 방향으로 인장력이 인가될 수 있으며, 도 3, 도 5, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 다중 축을 따라 다중 방향으로 인장력이 인가될 수 있다.
이와 같은 피부 확장을 위한 구동장치를 이용한 본 발명에 따른 피부 확장장치에 대한 구성 및 구체적인 동작에 대하여 도 7을 참조하여 살펴보기로 하자.
도 7은 본 발명에 따른 피부 확장 장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 피부 확장장치는, 도 1에 도시된 바와 같은 피부 편 확장/배양 챔버(10), 카메라(20), 구동 제어부(30), 디스플레이부(40)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 피부 편 확장/배양 챔버(10)는 도 1에서 상세하게 설명하였기에 그 구성 및 연결 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 구동 제어부(30)는 구동부(31), 측정부(32), 제어부(33) 및 저장부(34)를 포함한다.
상기 구동부(31)는 피부 편(14)이 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 각 집게(13)에 장착된 경우 제어부(33)의 제어에 따라 클램프 모듈(11)과 집게(13)에 연결된 집게 연결 막대(12)를 구동한다. 이때, 초기 구동시에는 설정된 힘이 집게 연결 막대(12)에 가해지도록 구동부(31)를 제어한다.
그리고, 구동부(31)는 제어부(33)의 제어에 따라 집게 연결 막대(12)에 가해지는 힘을 증가시켜 장착된 피부 편(14)이 팽팽해지도록 제어한다.
이와 같이 피부 편(14)이 확장되어지는 과정을 카메라(20)에서 촬영하여 측정부(32)로 제공한다.
측정부(32)는 카메라(20)를 통해 입력되는 피부 편(14)의 확장 영상을 통해 피부 편(14)의 확장 정도를 측정하고, 또는 집게 연결 막대(12)의 이동량을 측정하여 피부 편(14)의 확장 정도를 관측하여, 상기 측정된 또는 관측된 피부 편(14)의 확장 정도에 대한 정보를 제어부(33)로 제공한다.
제어부(33)는 측정부(32)로부터 제공되는 피부 편(14)의 확장 정도에 따른 확장 길이와 구동부(31)를 통해 피부 편 확장/배양 챔버(10)의 집게 연결 막대(12)로 가해지는 힘간의 기울기를 계산하고, 계산된 기울기에 대한 변화량을 확인하게 된다.
제어부(33)는 또한, 구동부(31)에서 집게 연결 막대(12)로 가해지는 힘에 대한 정보를 저장부(34)에 저장하거나, 카메라(20)를 통해 촬영된 피부 편(14)의 확장 정도에 대한 영상 정보를 저장부(34)에 저장 또는 디스플레이부(40)에 표시할 수도 있다.
한편, 제어부(33)는 상기 확인한 힘 대비 확장 길이간의 기울기의 변화가 기 설정된 범위 이내인지를 판단한다. 즉, 제어부(33)는 상기 기울기의 변화를 통해 피부 편(14)의 인장력의 포화점 예를 들어, 기울기가 “0” 또는 “-“가 되는 시점이 되는지를 판단하게 된다.
판단 결과, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달된 경우, 제어부(33)는 피부 편(14)에 최대한으로 확장되었다고 판단하여 구동부(31)의 구동을 현 상태의 힘이 가해지도록 유지한다.
그러나, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달되지 않았을 경우, 제어부(33)는 피부 편(14)이 최대한으로 확장되지 않은 상태로 판단하여 피부 편(14)의 확장 정도에 따라 집게 연결 막대(12)로 가해지는 힘이 증가되도록 구동부(31)를 제어하는 것이다.
상기와 같이 상기 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“가 되는 시점에 도달되는 경우, 피부 편(14)이 최대한으로 확장되었다고 판단되는 경우, 그 시점부터 확장된 피부 편(14)의 배양 동작을 수행하게 된다. 여기서, 피부 편(14)의 배양 동작은 도 1의 설명에서 상세하게 설명하였기에 그 설명은 생략한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 피부 확장장치의 구체적인 동작을 설명해 보자.
체외 피부 최대 확장을 위해, 먼저 피부 편(14)을 집게(13)에 장착(체결)하고 제어부(33)의 제어에 따라 구동부(31)는 설정된 기본(설정: 낮은 힘) 힘을 부가한다.
그리고, 제어부(33)의 제어에 따라 구동부(31)는 힘을 서서히 증가 시키며 피부 편(14)이 늘어나는 정도를 카메라(20) 또는 피부 편(14)을 고정하고 잡아 당겨주는 클램프 모듈에 부착된 집게 연결 막대(12)의 이동량을 측정하여 피부 편(14)의 확장 정도를 측정부(32)에서 측정한다.
이어, 제어부(33)은 상기 측정부(32)에서 측정된 피부 편(14)의 확장 정도와 압력과의 상관관계(기울기)를 계산하고, 계산된 기울기가 + 인지를 확인한다. 기울기가 + 이면 힘을 높이며 확장을 지속한다.
이와 같은 작업을 반복하여 기울기가 0이하로 낮아지면, 구동 제어부(30)는 피부 편(14)의 확장이 포화상태에 도달하게 되어 확장을 유지하고 압력을 고정 시킨다. 이를 통해 피부 편이 파열되기 직전까지 확장을 가능토록 한다.
이후 일정 시간 압력을 일정하게 고정하고 확장된 피부 편(13)의 배양을 진행시킨다. 이 후 기본 압력부터 시작하여 상기에서 언급한 절차에 따라 반복해서 피부 편을 확장 및 배양한다.
피부 편(13)의 확장 정도를 카메라(20)로부터 피부 편(13)의 확장 면적의 변화량 또는 클램프 모듈(11)에 부착된 집게 연결 막대(12)의 이동량을 입력 받고, 시간적으로 확장되는 피부 편 면적, 피부 편에 가해지는 힘을 이용하여 피부 편의 변화 정도를 측정한다.
피부 확장 면적과 압력을 바탕으로 늘어난 면적 대비 부가되는 압력의 비는 아래의 수학식 1을 통해 정해진다.
여기서, S는 피부편 확장 함수, L0는 확장전 피부 면적, L은 확장된 피부면적, P0 는 초기 가압 압력, P는 증대된 압력을 나타낸다.
상기 S의 기울기를 통해 피부 편의 포화 확장 면적과 이에 따른 절편 되기 이전의 최대 힘 가하게 되는 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 피부 확장 장치의 동작과 상응하는 본 발명에 따른 피부 확장 방법에 대하여 도 8을 참조하여 단계적으로 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 피부 확장 장치를 이용한 피부 확장 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 먼저, 피부 편의 확장 및 배양을 위해 피부 편 확장/배양 챔버내의 집게에 장착한다(S801).
그리고 장착된 피부 편의 확장을 위한 힘을 설정 기준 힘부터 서서히 증가시키면서 인가한다(S802).
이후, 피부 편의 확장 정도를 카메라 또는 센서를 이용하여 측정한다(S803).
이어, 상기 카메라 또는 센서를 통해 측정된 피부 편의 확장 정도에 대한 피부 편 확장 면적을 계산한다(S804). 이때, 피부편의 확장을 위해 가해지는 힘에 대한 정보는 메모리에 별도로 저장될 수 있다.
이어, 상기 피부편의 확장을 위해 인가되는 힘 대비 피부 편의 확장 길이간의 기울기를 계산하여 기울기의 변화를 측정한다(S805).
상기 측정된 기울기의 변화량이 기 설정된 기준 범위 이내인지를 판단한다(S806). 즉, 상기 기울기의 변화를 통해 피부 편의 인장력의 포화점 예를 들어, 기울기가 “0” 또는 “-“가 되는 시점이 되는지를 판단하게 된다.
판단 결과, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달된 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되었다고 판단하여 현 상태의 힘이 가해지도록 유지한다(S807).
그러나, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달되지 않았을 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되지 않은 상태로 판단하여 피부 편의 확장 정도에 따라 가해지는 힘을 증가시키게 된다(S808).
상기와 같이 상기 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“가 되는 시점에 도달되는 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되었다고 판단되는 경우, 그 시점부터 확장된 피부 편의 배양 동작을 수행하게 되는 것이다.
본 발명에 따른 피부 확장 장치 및 이를 이용한 피부 확장 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 피부 편 확장/배양 챔버 11 : 클램프 모듈
12 : 집게 연결 막대 13 : 집게
14 : 피부 편 15 : 배양액
20 : 카메라 30 : 구동 제어부
31 : 구동부 32 : 측정부
33 : 제어부 34 : 저장부
40 : 디스플레이부 50 : 환경 제어부
51 : 순환 펌프

Claims (13)

  1. 피부 편의 확장 및 배양을 위해 피부편이 복수의 집게에 장착된 피부 편 확장/배양 챔버;
    상기 피부 편 확장/배양 챔버의 집게를 구동하여 장착된 피부편을 확장시키고, 피부편의 확장 정도에 따라 상기 피부편 확장/배양 챔버의 집게의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하고,
    상기 피부 편 확장/배양 챔버는,
    탈착 가능하도록 구성된 클램프 모듈; 및
    상기 클램프 모듈 및 상기 각 집게에 연결되어 집게에 장착된 피부 편을 서로 다른 방향으로 각각 확장시키도록 슬라이딩 구동되는 집게 연결 막대를 포함하고,
    상기 구동 제어부는,
    상기 클램프 모듈과 집게에 연결된 집게 연결 막대를 구동하여 피부 편을 확장 구동하는 구동부;
    상기 구동부의 구동에 따라 확장되는 피부 편의 확장 정도를 측정하고, 측정된 피부 편의 확장 정도에 대한 피부 편 확장 면적을 계산한 후, 상기 피부편의 확장을 위해 인가되는 힘 대비 피부 편의 확장 길이간의 기울기를 계산하여 기울기의 변화를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정된 기울기의 변화량과 기 설정된 기준 범위를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 구동부의 제어 여부를 결정하는 제어부를 포함하는 것인 피부 확장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피부 편 확장/배양 챔버의 집게는 상기 구동 제어부의 제어에 따라 서로 다른 방향으로 구동하여 상기 피부편을 확장시키는 것인 피부 확장 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 집게는,
    상기 피부편의 상면과 접촉하는 상판;
    상기 피부편의 하면과 접촉하는 하판; 및
    상기 상판 및 하판 중 적어도 어느 하나로부터 돌출되어 상기 피부편을 관통하는 적어도 하나의 바늘을 포함하는 것인 피부 확장 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동 제어부는,
    상기 클램프 모듈과 상기 집게 연결 막대 중 적어도 하나의 위치를 변경하여 상기 피부 편의 확장 방향과 상기 피부편의 확장 시간을 제어하는 것인 피부 확장 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 피부 편 확장/배양 챔버의 집게에 장착된 피부 편의 확장 정도를 모니터링하는 모니터링부를 더 포함하는 것인 피부 확장 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동 제어부는,
    상기 기울기의 변화량이 “0” 또는 “-“가 되는 시점이 되는지를 판단하고, 판단 결과, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달된 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되었다고 판단하여 현 상태의 힘이 유지되도록 상기 구동부를 제어하고, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달되지 않았을 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되지 않은 상태로 판단하여 피부 편의 확장 정도에 따라 가해지는 힘이 증가되도록 상기 구동부를 제어하는 것인 피부 확장장치.
  9. 피부 편의 확장 및 배양을 위해 피부편을 피부 편 확장/배양 챔버내 복수의 집게에 장착하는 단계;
    상기 집게를 구동하여 장착된 피부편을 확장시키고, 피부편의 확장 정도를 모니터링하는 단계; 및
    상기 모니터링 결과에 따라 상기 피부편 확장/배양 챔버의 복수의 집게의 구동을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 집게의 구동을 제어하여 장착된 피부 편을 확장을 구동하는 단계;
    상기 구동에 따라 확장되는 피부 편의 확장 정도를 측정하는 단계;
    상기 측정된 피부 편의 확장 정도에 대한 피부 편 확장 면적을 계산하는 단계;
    상기 피부편의 확장을 위해 인가되는 힘 대비 피부 편의 확장 길이간의 기울기를 계산하여 기울기의 변화를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 기울기의 변화량과 기 설정된 기준 범위를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 구동부의 제어 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것인 피부 편의 확장 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피부 편 확장/배양 챔버의 집게에 장착된 피부편의 확장은, 구동 제어에 따라 서로 다른 방향으로 구동하여 상기 피부편을 확장시키는 것인 피부 편의 확장 방법.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어 여부를 결정하는 단계는,
    상기 측정된 기울기의 변화량이 “0” 또는 “-“가 되는 시점이 되는지를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과, 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달된 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되었다고 판단하여 현 상태의 힘이 유지되도록 상기 집게의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것인 피부 편의 확장 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측정된 기울기의 변화가 “0” 또는 “-“ 가 되는 시점에 도달되지 않았을 경우, 피부 편이 최대한으로 확장되지 않은 상태로 판단하여 피부 편의 확장 정도에 따라 가해지는 힘이 증가되도록 상기 집게의 구동을 제어하는 것인 피부 편의 확장방법.
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CN112043405B (zh) * 2020-08-25 2021-11-16 浙江大学 一种基于三维打印的动物皮肤扩张装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2188263A1 (en) * 1994-04-21 1995-11-02 John E. Burbank, Iii Skin stretching device
US5686303A (en) * 1994-12-30 1997-11-11 Korman; Joshua Method of growing vertebrate skin in vitro
CN102803471A (zh) 2009-04-03 2012-11-28 艾克塞勒雷克斯公司 组织和器官移植生物反应器及其操作方法
US8926631B2 (en) * 2010-08-06 2015-01-06 MoMelan Technologies, Inc. Methods for preparing a skin graft without culturing or use of biologics
US8617181B2 (en) 2010-08-06 2013-12-31 MoMelan Technologies, Inc. Methods for preparing a skin graft

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