KR101648487B1 - 주사기용 안전필터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 주사기용 안전필터는 다공성 지지체와, 상기 다공성 지지체에 적층되고 약액에 포함된 이물질을 필터링하는 멤브레인을 포함하고, 상기 다공성 지지체는 중심에 배치되는 코어부와, 상기 코어부의 외면에 감싸지게 배치되고 상기 코어부에 비해 낮은 온도에서 용융되는 쉘부로 구성되어, 필터의 용융 접착부가 떨어져 나가는 현상을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

주사기용 안전필터{SAFETY FILTER FOR SYRINGE}

본 발명은 안전필터에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 유리 파편 및 고무 파편 등의 이물질이 주사액에 포함되어 환자에게 주입되는 것을 방지할 수 있는 주사기용 안전필터에 관한 것이다.

일반적으로 주사기는 주사액이 저장되는 실린더와, 실린더의 전방에 장착되는 주사 바늘 및 실린더에 직선 이동 가능하게 삽입되어 실린더의 내부로 주사액을 빨아들이거나 실린더에 저장된 주사액을 외부로 배출시키는 플런저를 포함한다.

이와 같은 주사기는 주사액이 담긴 앰플 유리병의 상부를 절단하여 앰플 유리병을 개봉하고, 개봉된 공간을 통하여 주사 바늘을 삽입하여 실린더 내부로 주사액을 흡입한다.

또한, 주사기는 주사액이 저장되고 고무마개로 밀봉된 바이알 용기일 경우 고무마개로 주사바늘을 삽입하여 주사액을 실린더 내부로 흡입한다.

그러나 상기와 같은 주사기는 앰플 유리병을 절단할 때 유리 파편이 앰플 유리병 내부로 유입되어 주사액에 섞이게 된다. 그리고, 주사 바늘이 고무마개를 통과하여 바이알 용기 내부로 삽입될 때 고무파편이 주사 바늘 내부 또는 바이알 용기 내부로 침투하게 된다.

유리 파편이나 고무 파편이 주사액과 혼합되어 환자의 체내로 주입되면 정맥염, 패혈증과 같은 다양한 질병을 유발하게 된다. 이와 같은 주사기의 문제점을 해결하고자 주사기 필터캡이 개발되었다.

종래의 주사기 필터캡은 등록특허공보 10-1460465(2014년 11월 04일)에 개시된 바와 같이, 주사바늘조립체에 결합하여 고무조각, 유리조각 등 이물질을 주사액에서 여과하는 주사기 필터캡으로서, 주사기 필터캡의 몸체를 이루는 하우징과, 상기 하우징 내부에 형성되며 주사바늘조립체의 허브가 삽입고정되는 허브삽입로와, 상기 허브삽입로에서 연장되며 주사바늘조립체의 주사바늘이 걸림없이 삽입될 수 있도록 하는 경사로와, 상기 경사로에서 연장되며 주사바늘조립체의 주사바늘이 삽입되는 주사바늘삽입로와, 상기 주사바늘삽입로의 전방 일단부에 용융접착으로 부착된 필터와, 상기 주사바늘삽입로에서 연장되며 전방이 개방된 주사액유입구와, 상기 주사바늘삽입로 부분의 하우징의 외측면에 형성되며 공기가 통하는 통로가 되는 통기홈과, 상기 허브삽입로 부분의 하우징의 외측면에 형성된 탈거지지대와, 상기 하우징의 전방부가 삽입되어 고정결합되는 하우징결합부와 전방이 개방되고 경사진 형태로 바이알의 고무마개를 관통하는 선단부가 형성된 관형의 금속팁으로 구성된다.

이와 같은 주사기 필터캡은 주사바늘 삽입로의 전방에 필터가 용융접착되는데, 필터의 단면적이 작기 때문에 약액이 필터를 통과할 때 발생되는 유동저항에 의해 주사기에 약액을 주입하기 어려운 문제가 있다.

또한, 종래의 필터는 기공도가 전체 필터 면적 대비 40~50% 정도로 형성되므로 필터의 사이즈 대비 약액이 통과하는 면적이 작아 약액이 통과하기 어렵고 이에 따라 사용자가 주사기에 약액을 주입할 때 힘이 많이 드는 문제가 있다.

또한, 종래의 필터는 주사바늘 삽입로에 용융 접착되는데, 약액의 유동저항이 커지면 용융 접착부위와 필터 사이가 분리되어 필터기능을 상실할 우려가 있는 문제가 있다.

특허문헌 1: 등록특허공보 10-1460465(2014년 11월 04일)

따라서, 본 발명의 목적은 전기 방사에 의해 형성되는 미세기공을 갖는 나노섬유 웹 형태의 멤브레인을 사용하여 기공도를 대폭 증가시킬 수 있어 약액이 멤브레인을 통과할 때 발생되는 유동저항을 최소화할 수 있는 주사기용 안전필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 멤브레인을 지지하는 다공성 지지체의 구조를 개선하여 필터의 용융 접착부가 떨어져 나가는 현상을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 주사기용 안전필터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 주사기용 안전필터는 다공성 지지체와, 상기 다공성 지지체에 적층되고 약액에 포함된 이물질을 필터링하는 멤브레인을 포함하고, 상기 다공성 지지체는 중심에 배치되는 코어부와, 상기 코어부의 외면에 감싸지게 배치되고 상기 코어부에 비해 낮은 온도에서 용융되는 쉘부를 포함한다.

상기 다공성 지지체는 멤브레인의 일면에 적층되는 제1다공성 지지체와, 멤브레인의 타면에 적층되는 제2다공성 지지체를 포함할 수 있다.

상기 코어부는 180℃ 이상의 온도에서 용융되는 수지재질이고, 상기 쉘부는 110℃~140℃에서 용융되는 수지 재질로 형성될 수 있다.

상기 코어부 및 셀부는 PET 재질로 형성될 수 있다.

상기 멤브레인은 전기방사 가능한 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합한 방사용액을 전기방사하여 나노 섬유를 제조하고, 상기 나노 섬유를 축적하여 미세 기공을 갖는 나노섬유 웹 형태로 형성될 수 있다.

상기 나노 섬유의 직경은 200㎚ ~ 400㎚으로 형성될 수 있다.

상기 멤브레인의 기공은 멤브레인의 전체 면적 대비 55~85%로 형성될 수 있다.

상기 멤브레인의 평균 기공은 1.5㎛ ~ 4㎛으로 형성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전필터가 적용된 주사기의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전필터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전필터의 일부 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 지지체의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주사기는 주사액이 저장되는 실린더(10)와, 실린더(10)에 직선 이동 가능하게 설치되어 실린더(10)에 주사액을 주입하거나 배출하는 플런저(12)와, 실린더(10)의 전방에 장착되는 주사바늘(20)과, 주사바늘(20)에 분리 가능하게 장착되어 앰플 유리병 또는 바이알 용기에 저장된 주사액을 실린더(10)에 주입할 때 유리파편이나 고무파편 등의 이물질을 필터링하여 순수한 주사액만 실린더(10)에 저장되도록 하는 안전필터(40)를 포함한다.

주사바늘(20)은 실린더(10)에 밀봉 가능하게 장착되는 본체부(22)와, 본체부(22)에 일체로 연결되고 금속재질로 형성되는 니들부(24)로 구성된다.

안전필터(40)는 주사바늘(20)의 본체부(22)에 밀봉 가능하게 장착되는 허브(42)와, 허브(42)에 연결되고 주사바늘(20)의 니들부(24)가 삽입되는 튜브(44)와, 허브(42)에 연결되고 튜브(44)가 삽입되며 바이알 용기의 고무마개를 뚫고 들어가는 금속경통(46)과, 튜브(44)에 장착되어 이물질을 필터링하는 필터부재(50)를 포함한다.

허브(42)는 수지 재질로 형성되고 튜브(44) 및 금속경통(46)이 열융착, 본딩 등의 방법에 의해 연결될 수 있고, 인서트 사출에 의해 튜브(44) 및 금속경통(46)이 허브(42)와 일체로 성형될 수 있다.

튜브(44)는 수지재질로 형성되고 주사바늘(20)의 니들부(24)가 삽입될 수 있도록 니들부(24)의 외경에 비해 큰 내경으로 형성되고, 그 끝부분에는 필터부재(50)가 장착되는 필터 장착부(80)가 형성된다.

여기에서, 필터 장착부(80)는 필터부재(50)의 단면적을 크게 할 수 있도록 경사면으로 형성된다.

즉, 필터 장착부(80)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 튜브(44)의 끝부분으로 일정 각도의 경사면으로 형성되어 그 단면이 타원형태가 되고, 이 타원형태의 단면에 필터(50)를 장착하면 필터(50)의 단면적을 넓게 형성할 수 있다.

필터 장착부(80)의 경사각(θ)은 10°~ 45°로 형성될 수 있다. 바람직하게는 필터 장착부(80)의 경사각(θ)은 10°~ 20°로 형성되면 필터(50)의 단면적을 최대로 할 수 있다.

필터부재(50)는 필터 장착부(80)에 열에 의해 융착된다. 즉, 필터부재(50)는 가장자리가 필터 장착부(80)에 접촉한 상태에서 열을 가하면 필터부재(50)의 가장자리와 필터 장착부(80)가 열에 의해 용융되어 상호 접착된다.

필터부재(50)는 도 5에 도시된 바와 같이, 고분자 물질의 전기 방사에 의해 제공되는 미세 기공을 갖는 3차원 네트워크 구조의 나노섬유 웹 형태로 형성되는 멤브레인(52)과, 멤브레인(52)의 일면 또는 양면에 적층되는 다공성 지지체(54)을 포함한다.
본 발명의 실시예에서는 필터부재(50)가 다공성 지지체(54)와 나노섬유 웹 형태의 멤브레인(52)이 적층된 구조에 대해서 도시하고 설명하였으나, 필터부재는 나노섬유 웹 형태의 멤브레인만으로 구성될 수도 있으며, 이러한 멤브레인을 복수층 적층하여 구성할 수도 있다.
다공성 지지체(54)는 멤브레인(52)의 일면에 적층되는 제1다공성 지지체(54a)와, 멤브레인(52)의 타면에 적층되는 제2다공성 지지체(56b)를 포함할 수 있다.

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여기에서, 다공성 지지체(54)는 멤브레인(52)의 일면에만 적층되는 구조도 적용될 수 있다. 그리고, 다공성 지지체(54)와 멤브레인(52)은 사용 목적에 따라 필터링 능력을 향상시킬 필요가 있을 경우 2층 이상으로 적층되는 것도 가능하다.

다공성 지지체(54)는 부직포 또는 수지 재질의 망사가 사용될 수 있다.

이러한 다공성 지지체(54)는 도 6에 도시된 바와 같이, 중심에 배치되는 코어부(90)와, 코어부(90)의 외면에 감싸지게 배치되고 코어부(90)에 비해 낮은 온도에서 용융되는 쉘부(92)로 구성된다.

코어부(90)는 180℃ 이상의 온도에서 용융되는 수지 재질이고, 쉘부(92)는 110℃~140℃에서 용융되는 수지 재질로 형성된다. 코어부(90) 및 쉘부(92)는 융점이 서로 다른 PET 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

필터부재(50)는 필터 장착부(80)에 열이나 초음파에 의해 융착된다. 이때, 다공성 지지체(54)가 열에 의해 용융되어 필터 장착부(80)에 융착되는데, 다공성 지지체(54) 전체가 열에 의해 용융될 경우, 필터부재(50)의 가장자리에 형성되는 용융 접착부(82)와 필터부재(50) 사이에 경계부분이 형성되고, 압력이 가해지면 이 경계부분이 떨어져 나가는 문제가 발생된다.

즉, 약액이 필터부재(50)를 통과하는 압력에 의해 경계부분이 분리되고, 이 분리된 부분으로 약액이 통과하여 필터링 역할을 수행하지 못하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 다공성 지지체(54)가 용융온도를 견딜 수 있어 형상을 유지할 수 있는 코어부(92)와, 용융되어 필터 장착부(80)에 융착되는 쉘부(92)로 구성되어, 코어부(92)에 의해 용융 접착부와 필터부재(50) 사이가 연결된 상태를 유지할 수 있어 약액이 통과하는 압력에 의해 필터부재(50)가 분리되는 현상을 방지할 수 있다.

멤브레인(52)은 전기방사 가능한 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합한 방사용액을 만들고, 이 방사용액을 전기방사하면 나노섬유가 제조되고, 나노섬유를 다공성 지지체(54)에 일정 두께로 축적하면 미세 기공을 갖는 3차원 네트워크 구조의 나노섬유 멤브레인으로 형성된다.

나노 섬유의 직경은 200㎚ ~ 400㎚으로 형성될 수 있다.

그리고, 멤브레인(52)의 기공도는 멤브레인(52)의 전체 면적 대비 55~85%으로 형성되고, 멤브레인(52)의 평균 기공은 1.5㎛ ~ 4㎛으로 형성될 수 있다.

그리고, 멤브레인의 두께는 3~4㎛로 형성될 수 있고, 제1다공성 지지체, 멤브레인 및 제2다공성성 지지체가 적층된 전체 두께는 50~100㎛로 형성될 수 있다.

멤브레인(52)은 전기 방사장치에서 방사되는 시간에 따라 두께가 자유롭게 조절되고, 나노섬유 웹의 두께에 따라 기공 사이즈 및 기공도가 결정된다.

따라서, 본 실시예에서는 멤브레인(52)의 기공 사이즈 및 기공도를 자유롭게 조절할 수 있어 여과 종류에 따라 기공 사이즈를 다양하게 제조할 수 있다.

기존의 필터 경우 멤브레인의 기공도가 전체 멤브레인 면적 대비 40~50% 정도로 형성된다. 이 경우 멤브레인을 통과하는 주사액의 유동저항이 커지게 되어 주사액을 실린더로 주입할 때 힘이 많이 들어 사용이 불편한 문제가 있다.

특히, 주사기 특성상 남자에 비해 힘이 약한 여자 간호사가 주로 많이 사용하게 되는데, 주사액을 주입할 때 힘이 많이 들면 주사기 사용에 어려움을 겪게 되고 많은 주사기를 사용할 경우 실수가 발생될 우려가 있다.

본 발명에서는 멤브레인(52)이 전기 방사에 의해 나노 섬유를 축적하여 나노섬유 웹 형태로 형성함으로써, 멤브레인(52)의 기공도를 멤브레인(52)의 전체 면적 대비 55~85%로 형성할 수 있고 이에 따라 멤브레인(52)을 통과하는 주사액의 유동저항을 최소화할 수 있다.

본 발명의 멤브레인(52)을 제조하는데 사용되는 고분자물질은 전기방사가 가능한 것으로 예를 들면, 친수성 고분자와 소수성 고분자 등을 들 수 있으며, 이러한 고분자들을 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용 가능한 고분자물질로는 전기방사를 위해 유기용매에 용해될 수 있고, 전기방사에 의해 나노 섬유를 형성할 수 있는 수지이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리(비닐리덴플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌), 퍼풀루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드 또는 이들의 공중합체, 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에스터를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리(옥시메틸렌-올리 고-옥시에틸렌), 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리프로필렌옥사이드를 포함하는 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리(비닐피롤리돈-비닐아세테이트), 폴리스티렌 및 폴리스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리아크릴로니트릴 메틸메타크릴레이트 공중합체를 포함하는 폴리아크릴로니트릴 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.

또한, 사용 가능한 고분자물질로는 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈 아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리{비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]} 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트프로피오네이트 등이 있다.

상기 고분자물질 중에서 본 발명의 필터재료로 특히 바람직한 것은 PAN, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리에스테르 설폰(PES: Polyester Sulfone), 폴리스티렌(PS)를 단독으로 사용하거나, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)와 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 혼합하거나, PVdF와 PES, PVdF와 열가소성 폴리우레탄(TPU: Thermoplastic Polyurethane)을 혼합하여 사용할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 실린더 12: 플런저
20: 주사바늘 22: 본체부
24: 니들부 40: 안전필터
42: 허브 44: 튜브
46: 금속경통 50: 필터부재
52: 멤브레인 54: 다공성 지지체
80: 필터 장착부 90: 코어
92: 쉘부

Claims (9)

1. 다공성 지지체와, 상기 다공성 지지체에 적층되고 약액에 포함된 이물질을 필터링하는 멤브레인을 포함하고,
   상기 다공성 지지체는 중심에 배치되는 코어부; 및
   상기 코어부의 외면에 감싸지게 배치되고 상기 코어부에 비해 낮은 온도에서 용융되는 쉘부;를 포함하는 주사기용 안전필터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다공성 지지체는 멤브레인의 일면에 적층되는 제1다공성 지지체; 및
   상기 멤브레인의 타면에 적층되는 제2다공성 지지체;를 포함하는 주사기용 안전필터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 다공성 지지체는 부직포 또는 수지재질의 망사로 형성되는 주사기용 안전필터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 코어부는 180℃ 이상의 온도에서 용융되는 수지재질이고, 상기 쉘부는 110℃~140℃에서 용융되는 수지 재질인 주사기용 안전필터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 코어부 및 셀부는 PET 재질로 형성되는 주사기용 안전필터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 멤브레인은 고분자 물질의 전기방사에 의해 제공되는 미세 기공을 갖는 3차원 네트워크 구조의 나노섬유 멤브레인을 포함하는 주사기용 안전필터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 나노 섬유의 직경은 200㎚ ~ 400㎚ 인 주사기용 안전필터.
8. 제6항에 있어서,
   상기 멤브레인의 기공도는 멤브레인의 전체 면적 대비 55~85% 인 주사기용 안전필터.
9. 제6항에 있어서,
   상기 멤브레인의 평균 기공은 1.5㎛ ~ 4㎛ 인 주사기용 안전필터.
   

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