미세유체공학: 차세대 의료 기술의 열쇠
CAR-T 세포 치료 개념과 ‘장기 칩(Organs-on-a-Chip)’ 기술 모두에서 Diffusion Bonded Manifolds가 사용됩니다. 이는 다층 구조의 플라스틱‑분배판으로, 유체를 제어하고, 정량 공급하며, 혼합하고, 센서를 통해 감지할 수 있습니다. 주로 수동적인 분배 기능만을 수행하는 기존의 매니폴드 플레이트와 달리, 훼스토의 매니폴드는 매우 컴팩트한 크기에 능동적인 기능을 통합하고 있습니다. 여기에는 최적화된 혼합 채널, 사각 부피를 최소화한 매체 분리 밸브 기술, 그리고 온도, 유량, 압력, 색상, pH‑값 등을 측정하는 내장 센서 등이 포함됩니다.
이 기술의 혁신점은 미세한 구조의 다층 미세 채널과 통합된 밸브 및 계량 요소, 그리고 직접 내장된 센서 측정 지점의 결합에 있습니다. 이러한 공정 설계를 통해 해당 구성 요소들을 대량 생산 시 비용 효율적으로 제조할 수 있습니다. 그 결과, 생명공학, 의료 기술 및 반도체 분야에 적용되는 시스템이 더욱 소형화되고 신뢰성이 높아지며 검증도 용이해집니다.
이에 따라 Diffusion Bonded Manifolds가 헤르메스 어워드(Hermes Award) 2026에 후보로 선정되었습니다. 이 상은 전 세계적으로 가장 권위 있는 산업상 중 하나로 꼽히며, 매년 Hannover Messe 기간 동안 뛰어난 혁신을 이룬 기업이나 프로젝트에 수여됩니다.
모세관력에서 압력 기반 액체(pressure-over-liquid)까지
자연에서와 마찬가지로, 모세관력만으로는 액체를 잎의 가장 끝까지 운반하기에 충분하지 않으며, 액체는 수위보다 약간만 높아질 뿐입니다. 자연은 증발을 통해 진공 상태를 만들어내지만, 이 전시에서는 정밀하게 제어된 진공 장치를 이용해 진공 상태를 만들어냅니다. 이렇게 하면 액체가 Bonded Manifold를 통해 유입됩니다. 압력 기반 액체(Pressure-over-Liquid) 기능을 통해 시스템의 내용물이 다시 배출되며, 이를 통해 순환 과정이 이루어집니다.
고정밀 정량 주입
액체는 정밀하게 동기화된 두 개의 내화학성 밸브의 상호 작용을 통해, Festo에서 제조한 Diffusion Bonded Manifold를 거쳐 미리 정해진 패턴에 따라 펌핑됩니다. 이를 통해 유체를 얼마나 정확하게 정량 주입할 수 있는지 보여줍니다.
실험실 환경에서의 시약 취급
8채널 디스펜싱 헤드를 사용하여 96개의 시료를 마이크로타이터 플레이트에 정밀하고 신속하게 정량을 주입합니다. 그런 다음 이 시료 중 하나를 미세유체 기술을 이용해 여러 개의 작은 시료로 나눕니다. 이 과정은 현미경으로 확인됩니다. 그런 다음 시스템 전체를 다시 배출합니다.
센서 통합
여기서 Festo는 매니폴드의 채널 구조가 액체의 혼합 및 분석에 어떻게 활용되는지 보여줍니다. 내장된 유량 및 압력 센서 덕분에 안정적인 작동이 가능합니다. 액체가 혼합되면 색상이 변하며, 이 변화는 광학 센서를 통해 감지됩니다. 시스템에 의도적으로 주입된 기포는 감지되어 자동으로 제거됩니다.
공압식 밸브의 통합
매니폴드에 통합된 공압식 다이어프램 밸브는 두 가지 다른 유체를 제어하며, 이 유체들은 ‘압력 기반 액체(Pressure-over-Liquid)’ 이송 방식을 통해 Festo 로고의 각 글자로 흘러갑니다. 이때, 다이어프램 밸브는 압축 공기 인터페이스를 통해 연결된 외부 밸브 매니폴드에 의해 작동됩니다.
Diffusion Bonded Manifold: 최고 수준의 요구 사항을 충족하는 정밀한 유체 처리 솔루션
Diffusion Bonded Manifolds는 정밀한 채널 구조, 개별 레이어의 오염 없는 연결, 컴팩트한 디자인이 결합된 제품입니다. 이는 아크릴 및 ULTEM 매니폴드 덕트 플레이트를 최고 정밀도로 제조하는 HADB(High Accuracy Diffusion Bonding) 기술을 통해 가능합니다. VYKA, VYKB 및 VYKC 시리즈의 매체 분리형 밸브와 결합함으로써, Festo는 마이크로유체 솔루션을 원스톱으로 제공할 수 있습니다.
Festo – 생명과학 분야의 자동화 파트너
Festo는 유연한 자동화 솔루션을 통해 혁신적인 치료법이 임상 현장에 도입되도록 지원하며, 최첨단 생명공학 기술을 필요한 곳에 제공해 드립니다. 훼스토는 방대한 제품 카탈로그를 보유하고 있을 뿐만 아니라, 정밀한 액체 및 가스 주입부터 확장 가능한 모듈형 시스템에 이르기까지 실험실, 진단 및 바이오 공정 분야를 위한 맞춤형 솔루션도 개발하고 있습니다. 공압, 전기식 시스템, 소프트웨어 및 AI로 구성된 제품 포트폴리오를 바탕으로 고객과 협력하여 완벽하고 원활한 자동화 솔루션을 제공합니다.