압저항 센서의 신뢰성이 향상된 PDMS 폴리머 외팔보 구조체
PDMS POLYMER CANTILEVER STRUCTURE FOR IMPROVING RELIAVILITY OF PIEZORESISTIVE SENSOR
특허 요약
본 발명은 심근세포의 수축력을 실시간으로 정밀하게 측정할 수 있는 센서가 집적화된 PDMS 폴리머 캔틸레버 구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 심근세포의 수축력 측정은 압저항 센서에 의한 가변저항을 이용한 휘트스톤 브릿지를 통하여 전압 출력 측정 및 레이저 변위계를 이용한 캔틸레버의 변위 측정 방법을 이용한다. PDMS 폴리머 캔틸레버 구조체는 일단에 형성된 캔틸레버 상면에 캔틸레버의 길이 방향으로 심근세포가 수용되어 배양 가능한 다수의 마이크로 그루브 패턴이 형성되고 하부에는 금속 압저항 센서 및 레이저 변위계 반사판이 형성된다. 형성된 마이크로 그루브 패턴을 갖는 캔틸레버는 하부에 금속 전극이 형성된 유리재질의 몸체부와 산소 플라즈마 처리를 통한 화학적 접합이 되어, 센서가 집적화된 PDMS 폴리머 캔틸레버 구조체를 형성한다. 본 기술개발에서 제안된 공정은 기존의 PDMS 캔틸레버가 갖는 다양한 문제를 해결하는 것이 가능하므로 캔틸레버 이외의 넓은 분야에서 응용 가능할 것으로 기대된다.
청구항
번호청구항
1

몸체부; 및외팔보(Cantilever);를 구비하되,상기 몸체부는, 전극연결부를 구비한 폴리머 상부층과, 전극 패드를 구비한 유리 하부층을 포함하고,상기 외팔보는 금속 압저항 센서, 레이저 변위계 반사판, 및 세포가 수용되는 곳인 미세 그루브 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 외팔보 구조체.

2

제 1항에 있어서,상기 세포는 심근세포(Cardiomyocyte)인 것을 특징으로 하는 폴리머 외팔보 구조체.

3

제 1항에 있어서,상기 폴리머는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 것을 특징으로 하는 폴리머 외팔보 구조체.

4

제 1항에 있어서,상기 미세 그루브 패턴은,심근세포를 캔틸레버의 길이방향으로 정렬할 수 있도록 하며, 수축력을 집중 시킬 수 있는 패턴인 것을 특징으로 하는 폴리머 외팔보 구조체

5

제 1항의 폴리머 외팔보 구조체에,외팔보가 스스로의 중력에 의해 처지는 현상을 방지하고, 세포를 안정적으로 배양할 수 있는유리 재질의 외팔보 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 외팔보 구조체.

6

제 1항의 폴리머 외팔보 구조체에,배양액 액체 내에서 측정이 가능하도록 만드는,전극패드 보호구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 외팔보 구조체.

7

(1) 실리콘 웨이퍼 표면에 감광제를 통해 포토리소그래피 공정을 수행하여, 미세 그루브 패턴을 형성하는 단계;(2) 금속 압저항 센서, 레이저 변위계 반사판을 내부에 구비하도록 폴리머 상부층을 형성하는 단계;(3) 금속 압저항 센서, 레이저 변위계 반사판, 및 세포가 수용되는 곳인 미세 그루브 패턴을 구비하는 외팔보를, 금속 에칭하고 폴리머 코팅하며 구획화하여 구체화하는 단계;를 포함하는,심근세포의 수축력 측정용 폴리머 외팔보 구조체의 폴리머 상부층 제조방법.

8

제 7항에 있어서,상기 폴리머는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 폴리머인 것을 특징으로 하는, 심근세포의 수축력 측정용 폴리머 외팔보 구조체의 폴리머 상부층 제조방법.

9

전극연결부 및 전극 패드를 금속 에칭하여 구체화하는 단계;를 포함하는,심근세포의 수축력 측정용 폴리머 외팔보 구조체의 유리 하부층 제조방법.

10

(1) 폴리머 상부층과 유리 하부층을 접착하는 단계;(2) 폴리머 외팔보 구조체를 분리하는 단계;를 포함하는 심근세포의 수축력 측정용 폴리머 외팔보 구조체 제조방법.

11

약물의 심근세포에 대한 독성을 폴리머 외팔보 구조체를 이용하여 측정하는 방법에 있어서,(1) 피진단 약물을 폴리머 외팔보 구조체 상의 외팔보 상부에 위치한 심근세포에 투여하는 단계;(2) 폴리머 외팔보 구조체로부터 전기저항 변위값과 레이저 변위계 반사판 이동값을 획득하는 단계;(3) 상기 획득한 전기저항 변위값과 레이저 변위계 반사판 이동값을 기준표와 비교하여, 피진단 약물의 독성을 판단하는 단계;를 포함하는,약물의 심근세포에 대한 독성을 폴리머 외팔보 구조체를 이용하여 측정하는 방법.