초록 ▼

IV. 연구개발 결과
● ISS 우주실험용 FM급 세포배양기(바이오리액터) 시스템 설계/3차원 모델링
○ 세포배양기의 서브시스템 구성
- 세포배양기 본체 이외에 세포배양 모듈, 배양액 공급모듈/순환모듈/배출모듈, 세포배양기 제어 전자모듈
○ 세포배양기 운영모드
● ISS 우주실험용 FM급 세포배양기 시뮬레이션 수행
○ 세포배양기 유동해석
- 배양액 순환 모듈 유동해석 : 세포배양기 개발에 가장 중요시 되는 기능으로 배양액 순환 모듈의 유동해석(Flow Simulation)을 수행
- 수조형

IV. 연구개발 결과
● ISS 우주실험용 FM급 세포배양기(바이오리액터) 시스템 설계/3차원 모델링
○ 세포배양기의 서브시스템 구성
- 세포배양기 본체 이외에 세포배양 모듈, 배양액 공급모듈/순환모듈/배출모듈, 세포배양기 제어 전자모듈
○ 세포배양기 운영모드
● ISS 우주실험용 FM급 세포배양기 시뮬레이션 수행
○ 세포배양기 유동해석
- 배양액 순환 모듈 유동해석 : 세포배양기 개발에 가장 중요시 되는 기능으로 배양액 순환 모듈의 유동해석(Flow Simulation)을 수행
- 수조형 모델을 제외한 3개의 시뮬레이션 모델에서 출구에서의 불균일한 속도분포를 확인하였으며, 수조형 모델의 경우 일정한 등속선을 가져 배양액 공급이 원활
○ 세포배양기 진동 해석 수행
- 유한요소 모델링
- 고유치해석
. 1차 고유 모드(116.68Hz) : 뒤판의 전체적인 진동 발생
. 2차 고유 모드(143.63Hz) : 뒤판의 양 끝 모서리에서 진동 발생
- 랜덤 진동해석 수행
● ISS 우주실험용 세포배양기 제작 및 시험
○ 세포배양기 제작
- 크기/무게: 48cm x 38cm x 43cm/43kg
- 전력: 130W@Max
○ 세포배양기 성능시험/환경시험
● ISS 우주실험용 바이오리액터 활용 근세포배양연구
○ 우주실험 protocol의 재확립
○ L6 cell의 CO2 independent media 적응 실험 및 세포배양기 세포실험
○ 세포배양 실험에 사용할 근위축 억제 물질인 Celastrol의 HSP 과발현 효능 기전 연구
● 마이크로중력 모사환경에서 기초과학연구 및 유인우주기술 연구
○ 자유낙하탑 활용 기초과학 연구
- 10m급 자유낙하탑을 활용한 확산 화염내 매연/CNT 생성에 대한 부력의 영향연구
- N- butane flame의 경우 공기보다 무거워 화염내 부력의 영향이 뚜렷함
- 에틸렌 확산 화염의 경우 0.3G의 파샬 중력에서 부력의 감소로 화염의 체적이 커지고 매연 생산량이 증가

Abstract ▼

IV. Results of Research
● System Design & 3-D Modeling of Bioreactor FM
○ Bioreactor Operation steps
- Warm-up of HW & Perparation for Cell-Culturing in ISS
- Environmental Conditions Making for Cell-Culture
- Cell-Culturing with monitoring malfunction of Bioreactor
- Replacement o

IV. Results of Research
● System Design & 3-D Modeling of Bioreactor FM
○ Bioreactor Operation steps
- Warm-up of HW & Perparation for Cell-Culturing in ISS
- Environmental Conditions Making for Cell-Culture
- Cell-Culturing with monitoring malfunction of Bioreactor
- Replacement of the bags with the fresh media and the used media for cell culture
- Sample treatment & Finishing the experiment
○ Bioreactor FM Design
- Cell Culture Module Design
- Fluid Flow Control Module Design
- Media Supply Module Design
- Electronics Module Design
● Simulation & Analysis for Bioreactor FM
○ Bioreactor Fluid Flow Analysis
- Media flow analysis in Media Flow Module
○ Bioreactor Vibration Analysis
- Finite element modeling
- Resonance Frequency analysis
- Random vibration simulation in the launch vehicle environment
● Fabrication & Test of Bioreactor FM
○ Bioreactor Fabrication
- Mass/Size: 48 x 38 x 43 cm³ / 43kg
- Power: 130W/Max
○ Bioreactor Performance and Space Environment Test
● Cell Culture Experiment on Ground using the Bioreactor FM
○ Space experiment protocol study through cooperation with Japanese PI
○ Cell culture experiment study on CO2 independent media of L6 cell
● Ground-based research using microgravity environment
○ Ground-based fundamental scientific research using microgravity & partial gravity environment and manned space training manual
- Ground-based drop tower experiment: combustion science experiment