KR101659249B1 - 오토 인젝터 핸드피스를 갖는 오토 인젝션 시스템 - Google Patents

오토 인젝터 핸드피스를 갖는 오토 인젝션 시스템 Download PDF

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Abstract

오토 인젝터 핸드피스와, 본체와, 제어수단을 포함하는 오토 인젝션 시스템이 개시된다. 오토 인젝션 시스템에 있어서, 상기 오토 인젝터 핸드피스는 주사 물질이 채워진 실린지가 장입되는 하우징과, 피스톤으로 실린지 플런저를 전진시켜 주사 물질이 채워진 실린지를 작동시키는 액추에이터와, 주사 바늘 및 에어 흡입용 오목부를 갖는 석션 니들 부재를 포함하며, 상기 본체는 에어 관로에 의해 상기 에어 흡입용 오목부와 연결되는 진공 펌프와, 상기 에어 관로에 설치되어 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 에어 관로를 통한 에어 흡입력을 제어하는 솔레노이드밸브를 내부에 포함하며, 상기 에어 관로의 흡입력을 측정하기 위한 압력 센서가 상기 오토 인젝터 핸드피스 내에 설치되고, 상기 석션 니들 부재가 상기 피부에 접촉할 때, 상기 제어수단은, 상기 진공 펌프가 가동된 상태로 상기 솔레노이드밸브를 닫음으로써, 상기 주사 바늘이 피부에 삽입되도록 하는 한편, 상기 액추에이터로 상기 실린지를 작동시켜 상기 실린지 내 주사 물질이 피부에 주입되도록 하며,상기 제어수단은, 상기 석션 니들 부재를 피부로부터 이격하기 위해, 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 열어, 상기 에어 흡입용 오목부 내 진공 흡입력을 낮춘다.

Description

오토 인젝터 핸드피스를 갖는 오토 인젝션 시스템{auto injection system with auto injector hand piece}
본 발명은 피부 관리 또는 치료를 위한 주사 물질을 피부에 주입하기 위해 실린지(syringe)를 자동으로 작동시키기 위한 오토 인젝션 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 리프팅 필러 또는 연조직 증대 필러와 같은 필러, 생활성 제제(bioactive agent) 또는 기타 생체적 합성 물질을 포함하는 액상 또는 겔상의 주사 물질을 오토 인젝터 핸드피스를 이용해 피부에 자동으로 정량 주사하는데 유용한 오토 인젝션 시스템에 관한 것이다.
생활성 제제 및 필러를 주사하는 것은 매우 보편화되어 있다. 보통, 생활성 제제 및 필러는 일단에 주사 바늘이 끼워지는 넥을 구비한 바디에 대하여 플런저가 수동으로 왕복 운동하는 타입의 전통적인 실린지, 즉, 피하주사기(hypodermic syringe)를 사용하여 손으로 직접 주사한다. 하지만, 실린지는 인체 공학적으로 불리하게 설계되어 있어 사용에 있어서 많은 불편함이 있다. 또한, 실린지만을 이용하는 기존의 수동 주사 방식은 시술 대상자 또는 환자의 몸 내로 주사 물질을 밀어내는 데 사람의 힘이 필요하고, 이로 인해, 주사 속도의 제어와 실린지의 취급 제어가 어렵다는 심각한 단점이 있다. 게다가, 종래의 수동 주사 방식은 시술자가 실린지를 이용해 주사 물질을 사람의 몸에 밀어 넣는 과정에서 과도한 그리고 원치 않는 방향으로 힘을 가해 시술 대상자에 큰 통증을 느끼게 할 우려가 크다.
이에 대하여, 종래에는 정량의 주사와, 정확하게 제어되는 주사 속도를 위해, 모터의 동력을 이용해 주사 물질을 자동으로 주사할 수 있는 다양한 타입의 시린지 작동용 인젝터가 제안되었다. 일예로 대한민국 등록특허 제10-1526474호는 진공 흡입력에 의해 석션 니들 부재가 피부에 밀착 되었을 때 실린지와 연결된 석션 니들 부재의 주사 바늘이 피부에 삽입되고, 일정 분량의 약물이 바늘을 통해 피부에 주입되면 진공 펌프의 구동을 오프시켜 진공 흡입력을 제거함으로써 석션 니들 부재를 피부로부터 이격시킬 수 있는 오토 인젝션용 장치를 제안한다. 이와 같은 종래 기술에 있어서, 진공 흡입력이 본체 내 에어 흡입 관로에 설치된 압력 센서에 의해 측정되며, 그 측정 압력을 기초로 진공 흡입력이 제어된다.
그러나, 종래 기술은 오토 인젝터 핸드피스의 석션 니들 부재 측으로부터 본체 내 진공 펌프가지 에어 흡입 관로를 통해 흡입되는 진공 흡입력을 본체 내에 배치된 압력 센서로 측정하므로, 피부와 직접 접하는 석션 니들 부재 측에서의 진공압을 정확하게 반영하기 어려운 단점을 갖는다. 또한, 종래 기술은 오토 인젝터 핸드피스를 피부로부터 이격시키기 위해 항상 진공 펌프를 오프시켜야 하므로 효율과 경제성이 떨어지고 고장의 우려 또한 있었다. 게다가, 오토 인젝터 핸드피스의 석션 니들 부재가 피부와 접촉하면서 진공 펌프가 오프인 때가 많은데, 이때에는 오토 인젝터 핸드피스가 피부에 어떠한 유리한 작용도 할 수 없다는 단점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1526474호 대한민국 공개특허 제10-2011-0037979호 EP0362484호 FR2622457호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 석션 니들 부재와 피부가 만나는 오목한 공간의 압력을 낮추어, 주사 바늘이 피부에 자동으로 삽입되도록 하되, 오토 인젝터 핸드피스 측에서 압력을 측정하여 측정의 신뢰성을 높이고, 주사 후에도 진공 펌프의 구동을 유지하면서 솔레노이드밸브를 오픈하여 미세 진공압으로 피부 잔류 이물을 흡입 제거할 수 있는 오토 인젝션 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 오토 인젝션 시스템의 제어방법은, 오토 인젝터 핸드피스와, 본체와, 제어수단을 포함하고, 상기 오토 인젝터 핸드피스는 주사 물질이 채워진 실린지가 장입되는 하우징과, 피스톤으로 실린지 플런저를 전진시켜 주사 물질이 채워진 실린지를 작동시키는 액추에이터와, 주사 바늘 및 에어 흡입용 오목부를 갖는 석션 니들 부재를 포함하며, 상기 본체는 에어 관로에 의해 상기 에어 흡입용 오목부와 연결되는 진공 펌프와, 상기 에어 관로에 설치되어 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 에어 관로를 통한 에어 흡입력을 제어하는 솔레노이드밸브를 내부에 포함하며, 상기 에어 관로의 흡입력을 측정하기 위한 압력 센서가 상기 오토 인젝터 핸드피스 내에 설치되고, 상기 석션 니들 부재가 피부에 접촉할 때, 상기 제어수단은, 상기 진공 펌프가 가동된 상태로 상기 솔레노이드밸브를 닫음으로써, 상기 주사 바늘이 피부에 삽입되도록 하는 한편, 상기 액추에이터로 상기 실린지를 작동시켜 상기 실린지 내 주사 물질이 피부에 주입되도록 하며, 상기 제어수단은, 상기 석션 니들 부재를 피부로부터 이격하기 위해, 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 열어, 상기 에어 흡입용 오목부 내 진공 흡입력을 낮추도록 구성된 오토 인젝션 시스템에 있어서, 상기 오토 인젝터 핸드피스에 구비된 가동 스위치 온 입력에 따라 진공 펌프가 구동되고 솔레노이드밸브가 닫힌 후, 상기 오토 인젝터 핸드피스에 설치된 압력 센서의 압력 측정에 의해 석션 니들 부재의 오목부 밀폐를 감지하는 제1 단계와; 상기 석션 니들 부재의 오목부 밀폐에 의한 흡입력 증가에 따라 주사 바늘이 피부에 삽입된 후, 상기 밀폐 감지에 따라, 실린지를 작동시키는 액추에이터를 구동하여 상기 실린지 내 주사 물질을 피부에 주입하는 제2 단계와; 상기 제2 단계 후 상기 솔레노이드밸브의 열림 및 닫음을 반복하여 진공 흡입력의 증감을 반복하는 제3 단계와; 상기 주사 물질을 피부에 주입한 후 주사 바늘을 피부로부터 빼내기 위해, 상기 진공 펌프가 구동 중인 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 개방시켜 진공 흡입력을 감소시키는 제4 단계가 차례대로 수행되며, 상기 제4 단계 후, 상기 석션 니들 부재가 피부에 접촉하는 것만으로, 상기 제1 단계, 상기 제2 단계, 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계가 다시 차례대로 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 오토 인젝션 시스템의 제어방법은, 오토 인젝터 핸드피스와, 본체와, 제어수단을 포함하고, 상기 오토 인젝터 핸드피스는 주사 물질이 채워진 실린지가 장입되는 하우징과, 피스톤으로 실린지 플런저를 전진시켜 주사 물질이 채워진 실린지를 작동시키는 액추에이터와, 주사 바늘 및 에어 흡입용 오목부를 갖는 석션 니들 부재를 포함하며, 상기 본체는 에어 관로에 의해 상기 에어 흡입용 오목부와 연결되는 진공 펌프와, 상기 에어 관로에 설치되어 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 에어 관로를 통한 에어 흡입력을 제어하는 솔레노이드밸브를 내부에 포함하며, 상기 에어 관로의 흡입력을 측정하기 위한 압력 센서가 상기 오토 인젝터 핸드피스 내에 설치되고, 상기 석션 니들 부재가 피부에 접촉할 때, 상기 제어수단은, 상기 진공 펌프가 가동된 상태로 상기 솔레노이드밸브를 닫음으로써, 상기 주사 바늘이 피부에 삽입되도록 하는 한편, 상기 액추에이터로 상기 실린지를 작동시켜 상기 실린지 내 주사 물질이 피부에 주입되도록 하며, 상기 제어수단은, 상기 석션 니들 부재를 피부로부터 이격하기 위해, 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 열어, 상기 에어 흡입용 오목부 내 진공 흡입력을 낮추도록 구성된 오토 인젝션 시스템에서, 상기 오토 인젝터 핸드피스에 구비된 가동 스위치 온 입력에 따라 진공 펌프가 구동되고 솔레노이드밸브가 닫힌 후, 상기 오토 인젝터 핸드피스에 설치된 스타트 버튼의 누름에 의해, 상기 오토 인젝터 핸드피스에 설치된 압력 센서의 압력 측정에 의해 석션 니들 부재의 오목부 밀폐를 감지하는 제1 단계와; 상기 석션 니들 부재의 오목부 밀폐에 의한 흡입력 증가에 따라 주사 바늘이 피부에 삽입된 후, 상기 밀폐 감지에 따라, 실린지를 작동시키는 액추에이터를 구동하여 상기 실린지 내 주사 물질을 피부에 주입하는 제2 단계와; 상기 제2 단계 후 상기 솔레노이드밸브의 열림 및 닫음을 반복하여 진공 흡입력의 증감을 반복하는 제3 단계와, 상기 주사 물질을 피부에 주입한 후 주사 바늘을 피부로부터 빼내기 위해, 상기 진공 펌프가 구동 중인 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 개방시켜 진공 흡입력을 감소시키는 제4 단계를 포함하며, 상기 제4 단계 후, 상기 스타트 버튼의 누름과 상기 석션 니들 부재가 피부에 접촉되는 것에 의해, 상기 제1 단계, 상기 제2 단계, 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계가 차례대로 다시 수행된다.
이때, 상기 제4 단계 후 소리 발생기에 의해 종료음이 출력되고, 1회 작동(shot) 수가 카운트되며, 초기 설정된 위치에서 상기 피스톤이 전진한 거리로 주사 물질의 사용량 및 잔여량이 주사 물질 주입 작동의 횟수가 증가에 따라 획득되어 사용자에게 제공된다.
본 발명에 따르면, 석션 니들 부재와 피부가 만나는 오목한 공간의 압력을 낮추어, 주사 바늘이 피부에 자동으로 삽입되도록 하되, 오토 인젝터 핸드피스 측에서 압력을 측정하여 측정의 신뢰성을 높이고, 주사 후에도 진공 펌프의 구동을 유지하면서 솔레노이드밸브를 오픈하여 미세 진공압으로 피부 잔류 이물을 흡입 제거할 수 있는 오토 인젝션 시스템이 구현된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템의 자동 모드를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템의 반자동 모드를 설명하기 위한 도면이고,
도 4a는 오토 인젝터 핸드피스를 도시한 부분 절개 사시도이고,
도 4b는 오토 인젝터 핸드피스를 도시한 단면도이고, 도 5는 에어 필터 장치를 도시한 측단면도이고,
도 6은 도 5의 I-I를 따라 절단하여 도시한 에어 필터 장치를 도시한 단면도이며,
도 7는 도 5 및 도 6에 도시된 에어 필터 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 첨부된 도면들 및 이에 관한 설명은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 제공된다. 따라서 도면들 및 설명이 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템의 자동 모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템의 반자동 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템은, 오토 인젝터 핸드피스(1)와, 상기 오토 인젝터 핸드피스(1)와 연결된 외부 본체(1000)를 포함한다.
오토 인젝터 핸드피스(1)는 모터를 포함하는 액추에이터(40)의 작동에 의해 일반적인 실린지(2)를 작동시켜 실린지(2)에 채워진 주사물질을 피부에 주입시키도록 구성된다. 또한, 오토 인젝터 핸드피스(1)는, 피부와 접하는 석션 니들 부재(60)의 에어 흡입용 오목부에 흡입력을 발생시켜 석션 니들 부재(60)의 주사 바늘이 피부에 자동으로 삽입될 수 있도록 구성된다.
복수의 에어 호스를 포함하는 에어 흡입 관로(A.L)는 본체(1000) 내에 위치한 진공 펌프(1200)와 오토 인젝터 핸드피스(1)의 석션 니들 부재(60) 사이를 연결한다. 이하 설명되는 솔레노이드밸브(1400)가 닫힌 상태로 진공 펌프(1200)가 작동되고 석션 니들 부재(60)가 피부에 접촉하면, 진공 흡입력에 의해 피부가 석션 니들 부재(60)의 오목부 측으로 당겨진다. 흡입 에어는 에어 흡입 관로(A.L)를 통해 본체(1000) 내 진공 펌프(1200) 측으로 흡입된다. 석션 니들 부재(60)에 구비된 주사 바늘이 전술한 피부의 당겨짐에 의해 피부에 자동으로 삽입되고, 이와 연속하여, 모터를 포함하는 액추에이터(40)가 실린지(2)의 플런저를 미는 피스톤을 전진시켜 실린지에 채워진 주사액이 피부에 주사된다.
에어 흡입 관로(A.L)에는 하나 이상의 에어 필터 장치(80, 1300)가 구비되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는, 오토 인젝터 핸드피스(1) 측과 본체(100) 측에 각각 하나씩 에어 필터 장치(80, 1300)가 구비된다. 에어 필터 장치(80 또는 1300)는 주사 바늘이 피부를 찌를 때 발생한 혈액 그리고 피부에 잔류하는 주사액 등 이물을 걸러내는 역할을 하게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템은 오토 인젝터 핸드피스(1)에 설치되어 오토 인젝터 핸드피스(1) 내에서 에어 흡입 관로(A.L)의 압력을 측정하는 압력 센서(S)를 포함한다. 압력 센서(S)가 본체(1000) 측이 아닌 오토 인젝터 핸드피스(1) 측에서 에어 압력을 측정함으로써, 석션 니들 부재(60)에 피부가 당겨지는 힘을 정확하게 획득하여 제어에 이용할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템은 오토 인젝터 핸드피스(1)로부터 상기 진공 펌프(1200)로 이어지는 에어 흡입 관로(A.L)의 중간에 설치된 개폐용 솔레노이드밸브(1400)를 상기 본체(1000) 내에 포함한다. 진공 펌프(1200)가 가동된 상태에서 상기 솔레노이드밸브(1400)가 닫히면, 석션 니들 부재(60)에 피부를 당기는 진공 흡입력이 발생되고, 진공 펌프(1200)가 가동된 상태라 하더라도 상기 솔레노이드밸브(1400)가 열려 있으며, 이 솔레노이드밸브(1400)를 통해 배출되는 에어에 의해, 피부를 당길 정도의 진공 흡입력은 발생되지 않는다. 그러나, 솔레노이드밸브(1400)가 열린 상태에서도 진공 펌프(1200)가 가동 중이므로 미세한 흡입력이 석션 니들 부재(60) 측에 잔존하며, 이 미세한 흡입력은 피부에 있는 각질 등 가벼운 이물을 제거하는데 기여한다.
또한, 본 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템은 오토 인젝터 핸드피스(1)에 설치되는 제1 제어부(C1)와 본체(1200)에 설치되는 제2 제어부(C2)를 포함하는 제어수단(C)을 갖는다. 또한, 본 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템은 오토 인젝터 핸드피스(1)에 설치된 가동 스위치(100)를 포함하며, 사용자는 이 가동 스위치(100)를 입력수단으로 이용하여 대기(stand by)중인 시스템을 가동시킬 수 있다. 가동 스위치(100)를 온(ON)하면, 상기 제어수단(C)은 진공 펌프(1200)를 온 구동시키며 진공 흡입력을 제어하는 솔레노이드밸브(1400)에 대한 개폐 제어를 시작하게 된다. 상기 가동 스위치(100)가 본체(1000) 측이 아닌 오토 인젝터 핸드피스(1) 측에 위치함으로써, 시술자가 편하게 시술을 할 수 있게 해준다.
또한, 본 실시예에 따른 오토 인젝션 시스템은 모드 선택부(1500)를 본체(1000)에 포함한다. 상기 모드 선택부(1500)에 의한 모드 선택에 의해, 자동 모드 또는 반자동 모드로 작동될 수 있다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 오토 인젝션 시스템은, 제어수단(C)에 의해, 가동 스위치(100)의 온(ON) 입력에 따라 진공 펌프(1200)를 구동하고 솔레노이드를 닫는 가동 시작 단계(S100)와, 오토 인젝터 핸드피스(1)에 설치된 압력 센서(S)의 압력 측정에 의한 석션 니들 부재(60)의 밀폐 감지 단계(S101)와, 석션 니들 부재(60)의 밀폐에 의한 흡입력 증가에 따른 주사 바늘 삽입 단계(S102)와, 액추에이터(40)의 구동 및 실린지(2) 작동에 의한 주사액 주입 단계(S104)와, 주사액 주입 후 바늘을 피부로부터 빼내기 위해 솔레노이드밸브(1400)를 개방시키는 진공 흡입력 감소 단계(S106)를 차례로 수행하는 자동 모드를 포함한다. 이때, 진공 흡입력 감소 단계(106) 직전에 솔레노이드밸브(1400)의 열림 및 닫음을 반복하여, 진공 흡입력의 증감을 반복하는 단계(S105)가 더 수행될 수 있다. 이 단계(S105)는 주사액이 피부에 잘 퍼지도록 하는 마사지 효과를 제공한다. 또한, 상기 진공 흡입력 감소 단계(S106) 직후에는 소리 발생기(1600)에 의한 종료음 출력 단계(S106)와 전술한 단계들을 포함하는 1회 작동(shot) 수를 카운트하는 단계(S107)가 더 수행된다.
더 구체적으로 설명하면, 단계 S100은 시술자가 오토 인젝터 핸드피스(1)에 배치된 가동 스위치(100)를 온 하여 가동을 개시하며, 이에 의해, 진공 펌프(1200)는 온 구동되고 솔레노이드밸브(1400)는 닫힌다. 단계 S101은 시술자가 오토 인젝터 핸드피스(1)의 석션 니들 부재(60)를 피시술자의 피부에 접촉하였을 때 수행되며, 이때, 에어 흡입 관로(A.L)와 통해 있는 석션 니들 부재(60)의 오목부가 피부에 막혀 진공 흡입력이 증가하며, 압력 센서(S)는 에어 압력을 감지한다. 단계 S102는 진공 흡입력 증가에 의해 자연적으로 일어나는 단계로서, 피부가 당겨져 오토 인젝터 핸드피스(1)의 주사 바늘이 피부에 삽입된다. 단계 S101에서 압력 센서(S)가 측정한 흡입력이 기설정된 흡입력보다 크면, 즉, 진공도가 크면, 단계 S103에서 제어수단(C)이 액추에이터(40)로 하여금 피스톤을 가동시켜 실린지(2)의 플런저를 미는 작동을 하며, 이에 의해, 주사액이 피부에 일정량 주입된다. 피스톤이 미리 정해진 이동 거리를 이동했음을 제어수단(C)이 판단하면, 단계 S104에서, 솔레노이드밸브(1400)의 닫음과 열림을 반복하여 피부에 마사지 효과를 제공한 후, 단계 S105에서는 솔레노이드밸브(1400)의 최종적으로 열어 흡입력을 낮추며, 이는 석션 니들 부재(60)의 오목부 내 압력을 증가시켜 당겨진 피부를 원래 상태로 복원시키고, 이에 의해, 주사 바늘은 피부에서 빠진다.
단계 S106에서는 상기 제어수단이(C)이 소리발생기(1600)를 제어해 시스템의 1회 주사액 주입 작동(즉, 1 샷)이 종료됨을 알리는 종료음을 출력한다. 그리고, 단계 S107에서는 카운터(1700)가 샷수를 카운트하여 누계된 샷수를 메모리에 저장하고 본체(1000) 및/또는 오토 인젝터 핸드피스에(1)에 구비된 디스플레이부를 통해 누계된 샷수를 표시한다.
또한, 오토 인젝터 핸드피스(1) 측에는 실린지 규격과 주입량을 선택 및 입력할 수 있는 입력수단들이 구비된다. 또한, 실린지 규격이 정해지므로, 초기 설정된 위치에서 피스톤이 전진한 거리로 주사액의 사용량, 잔여량 및 주입 가능 횟수 등을 주사액 주입 작동의 횟수가 증가에 따라 실시간으로 알려줄 수 있다.
또한, 오토 인젝션 시스템은 모드 선택부(1500)에 의해 반자동 모드를 작동될 수 있으며, 반자동 모드는, 앞선 자동 모드의 단계와 실질적으로 동일한 단계들로 수행되되, 단계 S101 직후와 단계 S107 단계 후에 오토 인젝터 핸드피스에 구비된 스타트 버튼의 누름에 의한 샷 스타트 단계(S100-1)를 더 포함한다. 더 구체적으로 설명하면, 반자동 모드 하에서, 시술자가 오토 인젝터 핸드피스(1; 도 1 참조)에 구비된 스타트 버튼(B)을 누를 경우에만, 제어수단이 이를 신호로 받아, 후속 단계들(S101, S102, S103, S104, S105, S106, S107)을 수행한다. 이때, 석션 니들 부재(60)가 피부와 접촉되지 않은 상태에서 스타트 버튼이 눌릴 수 있는데, 이 경우, 압력 센서(S)가 이를 감지하며, 이 경우, 제어수단(C)은 스타트 버튼(B)이 눌리더라도 후속 단계를 수행하지 않고 시작 단계 전 상태로 유지시킨다.
도 4a는 오토 인젝터 핸드피스를 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 4b는 오토 인젝터 핸드피스를 도시한 단면도이고, 도 5는 에어 필터 장치를 도시한 측단면도이고, 도 6은 도 5의 I-I를 따라 절단하여 도시한 에어 필터 장치를 도시한 단면도이며, 도 7는 도 5 및 도 6에 도시된 에어 필터 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 오토 인젝터 핸드피스(1)는 피하주사기, 즉, 전통적인 실린지(2)를 작동시켜, 실린지 바디(21)에 채워진 필러 등의 주사 물질을 피부에 주입하는데 이용된다. 잘 알려진 바와 같이, 실린지(2)는 전단에 넥을 구비한 중공형의 실린지 바디(21)와, 상기 실린지 바디(21)에 왕복 운동가능하게 끼워지는 실린지 플런저(22)를 포함한다.
상기 오토 인젝터 핸드피스(1)는 실린지(2)를 최초 경사진 상태로 장입하기 위해 기다랗게 형성된 절개부(11)를 상부에 구비하며 하부에는 손잡이와 트리거가 구비되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 전단에 결합되며, 상기 장입된 실린지(2)의 실린지 바디가(21)가 끼워져 상기 실린지(2)를 수평으로 유지시키는 전방 실린지 홀더(18)와, 상기 하우징(10)에 장입된 실린지(2)와 동일한 중심 축선을 가지면서 상기 실린지 플런저(22)의 후단과 접하도록 배치되는 피스톤(30)과, 상기 피스톤(30)의 회전을 억제하면서 상기 피스톤(30)을 전방으로 직선 구동시키는 액추에이터(40)를 포함한다.
또한, 오토 인젝터 핸드피스(1)는 에어 흡입 관로(A.L)와 연결되는 석션 니들 부재(60)의 전단에 주사 바늘(61)들의 주위를 한정하는 오목부(62)를 포함한다. 또한, 상기 오토 인젝터 핸드피스(1)는 일단부가 상기 석션 니들 부재(60)의 일측에 구비된 접속부(63)에 분리 가능하게 접속되는 제1 에어 호스(71)와, 상기 오토 인젝터 핸드피스(1)의 하우징(10) 하측에 분리가능하게 설치되며 상기 제1 에어 호스(71)의 타단이 접속되는 에어 필터 장치(80)와, 상기 에어 필터 장치(80)의 에어 아웃렛 측과 전체 오토 인젝터 시스템의 본체(1000; 도 1 참조) 내에 구비된 진공 펌프(1200; 도 1 참조) 사이를 연결하는 제2 에어 호스(72) 및 제3 에어 호스(73)를 포함한다. 상기 하우징(10)의 하부에는 상기 에어 필터 장치(80)가 분리 가능하게 장착되는 것을 허용하는 필터 장착부가 구비된다. 또한, 상기 제2 에어 호스(72)는 상기 하우징(10) 내에서 일단이 상기 에어 필터 장치(80)와 연결되는 한편, 상기 하우징(10)의 후단에서 상기 하우징(10)의 외측으로 이어진 제3 에어 호스(73)와 연결된다. 제3 에어 호스(73)는 전기 케이블과 함께 외부로 연장될 수 있다.
상기 석션 니들 부재(60)는 상기 주사 바늘(61)들 주변을 둘러싸는 오목부(62)를 전방에 구비하는 한편 일측에는 상기 제1 에어 호스(71)와 접속되는 접속부(63)를 구비한다. 상기 접속부(63)와 상기 오목부(62)가 서로 통해 있음은 물론이다. 상기 석션 니들 부재(60)의 전면부가 피부에 접촉하면 상기 오목부(62)가 피부와 접한 채 밀폐되어 밀폐 공간이 형성된다. 진공 펌프(1200; 도 1 참조)가 구동되고 에어 흡입 관로(A.L)가 본체 내에 설치된 솔레노이드 밸브(1400; 도 1 참조)에 의해 닫히면, 피부가 전술한 오목부(62) 안쪽으로 흡입되며, 이에 의해, 석션 니들 부재(60)의 주사바늘(61)들이 피부에 자동으로 삽입될 수 있다.
위에서 간략히 언급한 바와 같이, 석션 니들 부재(60)의 오목부(62)와 외부 본체 내에 구비된 진공 펌프를 연결하는 에어 흡입 관로(A.L)는 상기 석션 니들 부재(60)의 일측 접속부(63)와 분리가능하게 연결되고 타단에서 하우징(10) 내 필터 장착부에 장착된 에어 필터 장치(80)와 분리가능하게 연결된 제1 에어 호스(71)와, 상기 하우징(10)의 내부에서 에어 필터 장치(90)와 연결된 채 상기 하우징(10) 후단까지 연장된 제2 에어 호스(72)와, 상기 하우징(10)의 후단에서 상기 제2 에어 호스(72)와 접속된 채 외부 본체 내 진공 펌프와 연결되도록 이어지는 제3 에어 호스(73)를 포함한다.
한편, 상기 실린지(2)는 상기 하우징(10) 내에서 수평으로 유지된 채 상기 실린지 바디(21)가 끼워지는 상기 전방 실린지 홀더(18)를 통해 외부와 통해 있게 된다. 또한, 상기 전방 실린지 홀더(18)를 통해 석션 니들 부재(68)가 실린지 바디(21)의 넥 전단에 결합된다. 도면에서는 석션 니들 부재(60)로 복수개의 주사 바늘(61)을 포함하는 멀티형 석션 니들 부재가 이용되었지만, 하나의 주사 바늘을 포함하는 싱글형 석션 니들 부재가 이용될 수도 있음에 유의한다.
상기 피스톤(30)은 중심 축선을 따라 길게 형성된 스크류홀(31)을 구비한다. 또한, 상기 액추에이터(50)는 상기 피스톤(30)과 동일한 중심 축선을 가지면서 상기 스크류홀(31)에 나사 이송식으로 결합되는 스크류 샤프트(53)와, 상기 스크류 샤프트(53)를 회전 구동시키도록 모터 구동부(52)를 포함한다. 모터에 의한 상기 모터 구동부(52)와 상기 스크류 샤프트(53)는 상기 하우징(10)의 내측 후방에 위치하되, 피스톤(30)과 동일 중심 축선 상에 위치한다. 실린지 플런저(22)와, 상기 실린지 플런저(22)를 밀어 상기 실린지(2) 내 주사 물질을 주사시키는 피스톤(30)과, 상기 피스톤(30)에 나사 이송식으로 결합되어 상기 피스톤(30)을 전후 왕복 운동시키는 스크류 샤프트(53)와, 상기 스크류 샤프트(53)를 회전시키는 모터 구동부(52)가 모두 동일 중심 축선을 가지며, 이는 실린지 플런저(22)를 축방향으로 밀어 실린지(2)를 작동시키는 작용의 정밀성 및 신뢰성을 높이는데 기여함과 더불어 오토 인젝터 핸드피스(1)의 하우징 부피를 줄여 콤팩트한 오토 인젝터 핸드피스(1)를 구현하는데 있어서도 큰 기여를 한다.
또한, 상기 피스톤(30)은 축방향 외 어떠한 방향으로도 움직임이 허용되지 않는 것이 바람직하며, 이를 위해, 상기 피스톤(30)의 직선 운동을 보다 더 신뢰성 있게 가이드하기 위한 가이드 구조(G)가 요구된다. 이러한 가이드 구조(G)는 피스톤(30)의 외부 형상과 상기 외부 형상에 상응하도록 상기 하우징(10)의 내부에 형성된다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 필터 장치(80)는, 하우징(10; 도 4a 및 도 4b 참조)의 전방 하부에 장공 형태로 구비된 필터 장착부에 분리가능하게 장착되는 것으로서, 제1 에어 호스(71; 도 4a 및 도 4b 참조)와 접속되는 관형 인렛 접속부(811)부를 전방에 구비하고 제 2 에어 호스(72; 도 4a 및 도 4b 참조) 또는 그것의 커넥터와 접속되는 관형 아웃렛 접속부(812)를 후방에 구비하는 필터 하우징(81)과, 상기 필터 하우징(81)의 내측 후방에 배치되는 필터재(82)를 포함한다. 또한, 상기 필터 하우징(81)의 내측 전방에는 상기 필터재(82)의 상류 측에서 흡입되는 에어 중의 이물을 1차로 차단하여 걸러내는 이물 거름 구조가 형성된다. 필터재(82)는 마이크로 필터를 이용하는 것이 좋다.
상기 이물 거름 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 상기 필터 하우징(81)의 전방 공간은 슬릿형의 거름 홀(86)을 갖는 거름 격벽(85)에 의해 하부실(L.C)과 상부실(U.C)로 분리 구획되며, 상기 하부실(L.C)은 상기 관형 인렛 접속부(811)와 직접 통해 있고 상기 상부실(U.C)은 상기 필터재(82)가 설치된 상기 필터 하우징(81) 내 후방 공간과 직접 연결된다.
따라서, 혈액 및/또는 잔여 약물이나 피부에 존재하는 각종 이물 중 제1 에어 호스(71; 도 4a, 도 4b 참조)를 통해 에어 필터 장치(80)로 유입되는 흡입 에어 내 이물 중 상당량은 상기 하부실(L.C) 내로 들어간 후 상기 거름 격벽(85)을 통과하여 상기 상부실(U.C)로 들어가지 못하고 상기 하부실(L.C)에 남게 된다. 반면, 흡입 에어는 상기 거름 격벽(85)에 형성된 거름 홀(86)을 통해 상기 상부실(U.C)을 거쳐 상기 후방 공간 내 필터재(82)에서 추가로 이물이 제거된 후 관형 아웃렛 접속부(812)를 통해 외부로 나가게 된다. 특히, 거름 격벽(85) 및 거름 홀(86)을 포함하는 이물 거름 구조는 흡입 에어 내에 존재하는 이물 중 혈액이나 잔여 약물과 같이 비중이 높은 이물의 제거에 특히 적합하다. 이는 비중이 높은 이물의 경우 거름 격벽(82)에 의해 막히면 큰 흡입력에도 불구하고 거름 홀(86)을 통과하지 못하고 아래로 가라앉기 때문이다. 혈액 및/또는 잔여 약물 등과 같이 필터재(82)의 수명을 크게 단축시킬 수 있는 이물 대부분이 상류측에서 거름 격벽(85) 및 거름 홀(86)을 포함하는 이물 거름 구조에 의해 미리 분리되므로, 필터재(82)의 수명을 크게 늘릴 수 있다. 필터재(82)는 관형 아웃렛 접속부(812) 내에 꼭 맞게 끼워져 고정될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 필터 하우징(81)은 관형 아웃렛 접속부(812)를 구비하는 후방 케이스(81a)와, 관형 인렛 접속부(811)를 구비한 채 캡 형태로 후방 케이스(81a)와 결합되는 전방 케이스(81b)를 포함한다. 상기 후방 케이스(81a)와 상기 전방 케이스(81b) 모두 투명 PP 소재로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 관형 인렛 접속부(811)는 상기 전방 케이스(81b)의 전면부 하부에서 전방으로 돌출되도록 형성되고 상기 관형 아웃렛 접속부(812)는 상기 후방 케이스(81a)의 후면부 상측에서 후방으로 돌출되도록 형성된다. 상기 관형 아웃렛 접속부(81a)의 내부 공간 일부가 상기 필터재(82)가 삽입 설치되는 후방 공간이 된다.
또한, 전술한 거름 격벽(85)은 상기 전방 케이스(81b)의 내부면에서 후방으로 연장된 제1 격벽부(851)와, 상기 후방 케이스(81a)의 내부면에서 전방으로 연장된 제2 격벽부(852)로 이루어진다. 그리고, 상기 거름 홀(86)은 상기 제1 격벽부(851)와 상기 제2 격벽부(852) 사이에 형성된다. 본 실시예에 따르면, 상기 제2 격벽부(852)가 상기 제1 격벽부(851)보다 높게 위치하며, 이는 이물의 거름 효율을 높이는데 기여한다. 도시하지 않았지만, 상기 제1 격벽부(851)의 선단이 상기 제2 격벽부(852)의 선단을 넘도록 더 길게 연장하거나 또는 상기 제2 격벽부(852)의 선단이 상기 제1 격벽부(851)의 선단을 넘도록 더 길게 연장하여 서로 중첩되는 구간을 두어 거름 효율을 높이는 것도 가능하다.
상기 전방 케이스(81b)와 상기 후방 케이스(81a)의 결합을 해제하여, 상기 하부실(L.C)에 거름된 이물을 쉽게 제거할 수 있다. 상기 전방 케이스(81b)는 상기 후방 케이스(81a)의 내부면에 꼭 맞게 끼워지는 삽입돌부(89)를 내부면에 일체로 구비한다.
본 발명에 따른 에어 필터 장치(80)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 4a 및 도 4b를 다시 참조하면, 진공 펌프(1200; 도 1 참조)가 온(on) 되고 솔레노이드 밸브의 진공 유로 일측이 닫힌 상태에서 셕선 니들 부재(60)를 피부에 접촉시키면, 앞에서 설명한 바와 같이, 피부가 석션 니들 부재(60)의 오목부(62) 측으로 삽입되고 이에 의해 석션 니들 부재(60) 내에 있는 주사 바늘(61)이 피부에 삽입되는 한편 주사 물질이 피부 내로 주사된다. 이때, 에어 흡입 관로를 통해 흡입되는 흡입 에어에는 혈액 및/또는 잔여 약물 등과 같은 이물이 포함되어 있다.
도 7을 참조하면, 혈액 등 이물을 포함하는 흡입 에어가 제1 에어 호스(71)를 통해 에어 필터 장치(80)로 들어간다. 흡입 에어는 에어 필터 장치(80)의 관형 인렛 접속부(811)와 하부실(L.C)과 거름 격벽(85)과 상기 상부실(U.C)과 필터재(82)와 관형 아웃렛 접속부(812)를 차례로 거친 후 커넥터 및 제2 에어 호스(72)를 통해 외부로 나간다. 하부실(L.C)로 들어간 흡입 에어 내 이물 중 혈액이나 잔여 주사액과 같이 비중이 큰 이물은 거름 격벽(86)을 통과하지 못하고 하부실(L.C)에 남는다. 비중이 큰 이물이 분리된 흡입 에어는 거름 격벽(85)에 형성된 거름 홀(86)을 통해 상부실(U.C)로 들어간 후 필터재(82)를 통과한다. 필터재(82)는 거름 격벽(86)이 걸러내지 못했던 모든 이물들을 걸러내게 된다.
1: 오토 인젝터 핸드피스 1000: 본체
2: 실린지 10: 하우징
40: 액추에이터 60: 석션 니들 부재
A.L: 에어 흡입 관로 S: 압력 센서
C: 제어수단 1200: 진공펌프
1400: 솔레노이드 밸브 1500: 모드 선택부

Claims (4)

  1. 오토 인젝터 핸드피스와, 본체와, 제어수단을 포함하고, 상기 오토 인젝터 핸드피스는 주사 물질이 채워진 실린지가 장입되는 하우징과, 피스톤으로 실린지 플런저를 전진시켜 주사 물질이 채워진 실린지를 작동시키는 액추에이터와, 주사 바늘 및 에어 흡입용 오목부를 갖는 석션 니들 부재를 포함하며, 상기 본체는 에어 관로에 의해 상기 에어 흡입용 오목부와 연결되는 진공 펌프와, 상기 에어 관로에 설치되어 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 에어 관로를 통한 에어 흡입력을 제어하는 솔레노이드밸브를 내부에 포함하며, 상기 에어 관로의 흡입력을 측정하기 위한 압력 센서가 상기 오토 인젝터 핸드피스 내에 설치되고, 상기 석션 니들 부재가 피부에 접촉할 때, 상기 제어수단은, 상기 진공 펌프가 가동된 상태로 상기 솔레노이드밸브를 닫음으로써, 상기 주사 바늘이 피부에 삽입되도록 하는 한편, 상기 액추에이터로 상기 실린지를 작동시켜 상기 실린지 내 주사 물질이 피부에 주입되도록 하며, 상기 제어수단은, 상기 석션 니들 부재를 피부로부터 이격하기 위해, 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 열어, 상기 에어 흡입용 오목부 내 진공 흡입력을 낮추도록 구성된 오토 인젝션 시스템에서, 상기 오토 인젝터 핸드피스에 구비된 가동 스위치 온 입력에 따라 진공 펌프가 구동되고 솔레노이드밸브가 닫힌 후,
    상기 오토 인젝터 핸드피스에 설치된 압력 센서의 압력 측정에 의해 석션 니들 부재의 오목부 밀폐를 감지하는 제1 단계와;
    상기 석션 니들 부재의 오목부 밀폐에 의한 흡입력 증가에 따라 주사 바늘이 피부에 삽입된 후, 상기 밀폐 감지에 따라, 실린지를 작동시키는 액추에이터를 구동하여 상기 실린지 내 주사 물질을 피부에 주입하는 제2 단계와;
    상기 제2 단계 후 상기 솔레노이드밸브의 열림 및 닫음을 반복하여 진공 흡입력의 증감을 반복하는 제3 단계와;
    상기 주사 물질을 피부에 주입한 후 주사 바늘을 피부로부터 빼내기 위해, 상기 진공 펌프가 구동 중인 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 개방시켜 진공 흡입력을 감소시키는 제4 단계가 차례대로 수행되며,
    상기 제4 단계 후, 상기 석션 니들 부재가 피부에 접촉하는 것만으로, 상기 제1 단계, 상기 제2 단계, 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계가 다시 차례대로 수행되는 것을 특징으로 하는 오토 인젝션 시스템의 제어방법.
  2. 오토 인젝터 핸드피스와, 본체와, 제어수단을 포함하고, 상기 오토 인젝터 핸드피스는 주사 물질이 채워진 실린지가 장입되는 하우징과, 피스톤으로 실린지 플런저를 전진시켜 주사 물질이 채워진 실린지를 작동시키는 액추에이터와, 주사 바늘 및 에어 흡입용 오목부를 갖는 석션 니들 부재를 포함하며, 상기 본체는 에어 관로에 의해 상기 에어 흡입용 오목부와 연결되는 진공 펌프와, 상기 에어 관로에 설치되어 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 에어 관로를 통한 에어 흡입력을 제어하는 솔레노이드밸브를 내부에 포함하며, 상기 에어 관로의 흡입력을 측정하기 위한 압력 센서가 상기 오토 인젝터 핸드피스 내에 설치되고, 상기 석션 니들 부재가 피부에 접촉할 때, 상기 제어수단은, 상기 진공 펌프가 가동된 상태로 상기 솔레노이드밸브를 닫음으로써, 상기 주사 바늘이 피부에 삽입되도록 하는 한편, 상기 액추에이터로 상기 실린지를 작동시켜 상기 실린지 내 주사 물질이 피부에 주입되도록 하며, 상기 제어수단은, 상기 석션 니들 부재를 피부로부터 이격하기 위해, 상기 진공 펌프가 구동된 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 열어, 상기 에어 흡입용 오목부 내 진공 흡입력을 낮추도록 구성된 오토 인젝션 시스템에서, 상기 오토 인젝터 핸드피스에 구비된 가동 스위치 온 입력에 따라 진공 펌프가 구동되고 솔레노이드밸브가 닫힌 후, 상기 오토 인젝터 핸드피스에 설치된 스타트 버튼의 누름에 의해,
    상기 오토 인젝터 핸드피스에 설치된 압력 센서의 압력 측정에 의해 석션 니들 부재의 오목부 밀폐를 감지하는 제1 단계와;
    상기 석션 니들 부재의 오목부 밀폐에 의한 흡입력 증가에 따라 주사 바늘이 피부에 삽입된 후, 상기 밀폐 감지에 따라, 실린지를 작동시키는 액추에이터를 구동하여 상기 실린지 내 주사 물질을 피부에 주입하는 제2 단계와;
    상기 제2 단계 후 상기 솔레노이드밸브의 열림 및 닫음을 반복하여 진공 흡입력의 증감을 반복하는 제3 단계와,
    상기 주사 물질을 피부에 주입한 후 주사 바늘을 피부로부터 빼내기 위해, 상기 진공 펌프가 구동 중인 상태에서 상기 솔레노이드밸브를 개방시켜 진공 흡입력을 감소시키는 제4 단계를 포함하며,
    상기 제4 단계 후, 상기 스타트 버튼의 누름과 상기 석션 니들 부재가 피부에 접촉되는 것에 의해, 상기 제1 단계, 상기 제2 단계, 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계가 차례대로 다시 수행되는 것을 특징으로 하는 오토 인젝션 시스템의 제어방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제4 단계 후 소리 발생기에 의해 종료음이 출력되고, 1회 작동(shot) 수가 카운트되며, 초기 설정된 위치에서 상기 피스톤이 전진한 거리로 주사 물질의 사용량 및 잔여량이 주사 물질 주입 작동의 횟수가 증가에 따라 획득되어 사용자에게 제공되는 것을 특징으로 하는 오토 인젝션 시스템의 제어방법.
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