KR102565598B1 - 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치 - Google Patents

약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 약액을 수용하는 공간을 조절하여 약액 수용량을 조절할 수 있는 마이크로젯 주입 장치에 관한 것으로, 원통형으로 형성되는 전단케이스; 상기 전단케이스 내에 동축 밀착결합되고, 작동액이 내부로 전달되는 작동액유입구가 후단에 형성되는 원통형상의 실린더; 상기 실린더 내에 동축 설치되고 상기 작동액에 의한 가압력을 전단으로 전달시키는 피스톤; 상기 전단케이스 전단 외측으로 노출 설치되며, 상기 피스톤 전단이 내측으로 삽입 연결되어 상기 피스톤 가압력에 의해 약액을 마이크로 단위로 분사하는 시린지; 상기 피스톤 후단에서 상기 전단케이스 내부에 형성되며, 내측으로 작동액 전달 경로를 가지는 원통형상의 전극마운트; 상기 전극마운트에 상하 간극을 가지고 체결되되, 단부가 상기 작동액에 잠기도록 배치되는 한 쌍의 전극; 전단부가 상기 전단케이스에 연통 결합되고, 후단부가 덮개에 의해 밀봉되며, 상기 덮개 중심부에는 전선 연결 소켓이 형성되는 후단케이스; 상기 후단케이스 내측에 동축결합되어 내측에 작동액이 수용되는 작동액챔버; 상기 후단케이스와 상기 작동액챔버 사이 공간을 통해 연결되되, 상기 전선연결소켓에서 인입되어 상기 전극마운트로 연결되는 전선; 전단부는 상기 작동액챔버 후단에서 동축 기밀삽입되고, 후단부는 중심축에 나사산이 형성되는 작동액가압대; 전단부는 상기 작동액가압대의 후단부 중심축에 체결되는 조절나사로 형성되고, 후단부는 상기 후단케이스 외측으로 노출되는 조절다이얼로 이루어지는 작동액 조절스크류;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치{MICRO-JET INJECTION DEVICE CAPABLE OF ADJUSTING THE AMOUNT OF MEDICINE LIQUID}
본 발명은 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 약액을 수용하는 공간을 조절하여 약액 수용량을 조절할 수 있는 마이크로젯 주입 장치에 관한 것이다.
약액을 생물체의 체내에 주입하기 위하여, 일반적으로 주사기가 사용된다. 이러한 주사기는 단부에 구비되는 바늘을 몸 안에 밀어넣어 약액을 직접 주사하기 때문에 다른 약물 투여방식 대비 대상자가 느끼는 공포 및 거부감이 크고, 피부에 직접 상처를 내기 때문에 감염의 우려가 있다. 또한, 일회성으로 사용되는 주사기는 병원균을 보유하고 있는 환자의 몸에 직접 삽입되므로 의료폐기물 처리에 각별한 주의가 필요하며, 폐기 과정에서 바늘이 그대로 노출될 수 있는 위험 또한 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 무침주사기(Needle-free injector)와 같은 약액 전달 장치가 개발되고 있으며, 이러한 연구의 일환으로 마이크로젯 방식으로 약액을 고속 분사하여 피부의 표피를 통해 침투시키는 시스템이 제시되고 있다.
마이크로젯 방식과 같이 고속 분사를 일으키기 위해서는 정밀하고 강력하게 약액을 피부에 침투시킬 수 있도록 정밀하고 강력한 분사체계가 필요하다. 대표적인 예로, 압전 세라믹 소자를 이용한 분사 방식, 알루미늄 포일에 레이저 빔을 가함으로써 유발되는 충격파를 통한 분사 방식, 로렌츠 힘(Lorentz force)을 이용한 분사방식, 레이저-버블(Laser-Bubble)을 이용한 분사 방식 등이 있다.
상기와 같은 방식을 이용한 마이크로젯 방식의 무침주사기는 분사체계의 종류에 따라 장치의 크기가 커지고 비용이 많이 소요되었으며, 분사되는 약액의 양을 조절하기가 힘들어 이를 측정하고 조절하기 위한 구성요소를 별도로 구비해야 하는 문제점이 있어 관련 기술의 개발이 시급한 실정이다.
[0001] 한국등록특허공보 제10-2209394호(마이크로젯 약물 전달 시스템) [0002] 한국등록특허공보 제10-2287079호(약액 공급을 위한 커넥터를 가진 광섬유 기반 무침주사) [0003] 한국공개특허공보 제10-2021-0127632호(펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치)
본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치의 일 목적은, 단순 다이얼 구조를 이용하여 약액을 수용하는 공간을 조절함으로써, 분사되는 약액의 총량을 조절할 수 있는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은, 작동액 내에 방전 스파크에 의한 팽창 압력을 발생시켜 피스톤을 밀어냄으로써 내부에 수용된 약액을 마이크로젯 분사시킬 수 있는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치를 제공하는 것이다.
원통형으로 형성되는 전단케이스; 상기 전단케이스 내에 동축 밀착결합되고, 작동액이 내부로 전달되는 작동액유입구가 후단에 형성되는 원통형상의 실린더; 상기 실린더 내에 동축 설치되고 상기 작동액에 의한 가압력을 전단으로 전달시키는 피스톤; 상기 전단케이스 전단 외측으로 노출 설치되며, 상기 피스톤 전단이 내측으로 삽입 연결되어 상기 피스톤 가압력에 의해 약액을 마이크로 단위로 분사하는 시린지; 상기 피스톤 후단에서 상기 전단케이스 내부에 형성되며, 내측으로 작동액 전달 경로를 가지는 원통형상의 전극마운트; 상기 전극마운트에 상하 간극을 가지고 체결되되, 단부가 상기 작동액에 잠기도록 배치되는 한 쌍의 전극; 전단부가 상기 전단케이스에 연통 결합되고, 후단부가 덮개에 의해 밀봉되며, 상기 덮개 중심부에는 전선연결소켓이 형성되는 후단케이스; 상기 후단케이스 내측에 동축결합되어 내측에 작동액이 수용되는 작동액챔버; 상기 후단케이스와 상기 작동액챔버 사이 공간을 통해 연결되되, 상기 전선연결소켓에서 인입되어 상기 전극마운트로 연결되는 전선; 전단부는 상기 작동액챔버 후단에서 동축 기밀삽입되고, 후단부는 중심축에 나사산이 형성되는 작동액가압대; 전단부는 상기 작동액가압대의 후단부 중심축에 체결되는 조절나사로 형성되고, 후단부는 상기 후단케이스 외측으로 노출되는 조절다이얼로 이루어지는 작동액 조절스크류;로 구성되는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치를 본 발명의 요지로 한다.
상기 실린더는, 내측에 상기 피스톤의 전방향 이동을 제한하는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 작동액가압대는, 상기 작동액가압대의 외주면에 배치되고, 상기 작동액챔버의 후단부와 상기 조절다이얼의 전단부까지 형성되어 상기 작동액가압대의 전후방 이동을 가이드하는 가압대가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 작동액 조절스크류는, 상기 조절다이얼의 후면에 고정 결합되되, 상기 후단케이스의 내측 상단에 고정되고, 상기 소켓에서 인입된 전선을 상기 후단케이스의 내주면 방향으로 가이드하는 다이얼고정패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치로 되는 것이 바람직하다.
상기 전극 사이에 방전체가 구비되어, 상기 전극에 전기가 인가되면 상기 작동액 내에 방전 스파크에 의한 팽창 압력을 발생시켜 상기 피스톤을 가압함으로써 약액을 마이크로 단위로 분사시키는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치로 되는 것이 바람직하다.
본 발명이 제공됨으로써 분사되는 약액의 총량을 조절할 수 있는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입장치가 제공되는 효과가 있다.
또한, 액중 방전에 의한 팽창 압력을 발생시켜 피스톤을 밀어냄으로써 내부에 수용된 약액을 마이크로젯 분사시킬 수 있는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치가 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치의 약액을 수용하는 공간부를 조절하기 전의 내부단면도이다.
도 2는 본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치의 약액을 수용하는 공간부를 조절한 후의 내부단면도이다.
도 3은 본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치의 외측 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
그리고, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 살펴보면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입장치는 크게 전단케이스(10), 실린더(20), 피스톤(30), 시린지(40), 전극마운트(50), 전극(60), 후단케이스(70), 작동액챔버(80), 전선(90), 작동액가압대(100), 작동액 조절스크류(110)로 구성된다.
전단케이스(10)는 원통형으로 형성되며, 내부에 공간부가 마련되고, 전면이 홀 형상으로 개방되어 내부와 연통되도록 형성된다.
실린더(20)는 전단케이스(10) 내에 동축으로 밀착결합되고, 작동액(L)이 내부로 전달되는 작동액 유입구(21)가 형성된다.
피스톤(30)은 실린더(20) 내에 동축 설치되고, 작동액(L)에 의한 가압력을 전단으로 전달시킨다.
이때, 실린더(20) 내측에는 피스톤(30)이 설치되어 구동되는 공간부가 마련되되, 작동액 유입구(21)와 연통되도록 형성되어 작동액 유입구(21)로부터 유입되는 작동액(L)이 피스톤(30)의 후단을 가압하여 이동할 수 있도록 형성된다.
그리고, 피스톤(30)은 헤드부와 삽입부로 구성될 수 있다.
헤드부는 상측에 형성되고, 실린더(20) 내 공간부에 밀착 결합되어 작동액(L)이 작동액 유입구(21)로 인입될 시, 그 가압력을 직접 수용하여 하방향으로 이동되되, 작동액(L)이 헤드부의 후단에서 전단 방향으로 유입되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.
삽입부는 헤드부의 전면 중심에 형성되고, 헤드부보다 작은 지름으로 형성되어 시린지(40)의 내측으로 삽입된다.
시린지(40)는 전단케이스(10)의 외측으로 노출되도록 설치되되, 피스톤(30)의 전단이 내측으로 삽입 연결된다.
이때, 시린지(40)는 후단이 개방 형성되어 내측으로 피스톤(30)이 삽입되며, 피스톤(30)의 삽입 정도에 따라 약액(L)이 수용되는 공간부의 부피가 결정된다.
즉, 피스톤(30)의 삽입부는 시린지(40)의 내부 공간에 밀착결합되어 피스톤 구동되는 것이 바람직하다.
따라서, 피스톤(30)의 헤드부가 작동액(L)의 이동에 의해 가압되어 전방향으로 이동되면, 삽입부가 시린지(40)의 내부 공간에서 전방향으로 이동되어 약액(M)이 수용되는 공간의 부피가 줄어들게 된다.
전극마운트(50)는 원통 형상으로서, 전단케이스(10) 내에서 피스톤(30)의 후단에 배치되되, 내측으로 작동액 전달 경로를 가진다.
전극(60)은 한 쌍이 구비되어 전극마운트(50)에 상하 간극을 가지고 체결되되, 단부가 작동액(L)에 잠기도록 배치된다.
이때, 전극마운트(50)는 전극(60)을 고정시키며, 전극(60)으로부터 발생하는 열을 방열시킨다.
또한, 전극마운트(50)는 전도성 재질로 형성되어, 외부로부터 전달되는 전류를 전극(60)으로 전달시키는 것이 바람직하다.
후단케이스(70)는 전단부가 전단케이스(10)에 연통 결합되고, 후단부가 덮개(71)에 의해 밀봉된다.
그리고, 덮개(71)의 중심부에는 전선연결소켓(72)이 결합 형성되며, 전선연결소켓(72)은 전원입력부 및 전선인출부를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 후단케이스(70)와 덮개(71)를 고정하는 부재가 마련될 수 있다.
작동액챔버(80)는 후단케이스(70) 내측에 동축 결합되고, 내측에 작동액(L)이 수용되는 공간부가 마련된다.
이때, 작동액챔버(80) 내부의 작동액(L) 수용 공간부는 전단부가 작동액 전달 경로와 연통 형성되어 전극마운트(50) 방향으로 작동액(L)이 전달되도록 형성된다.
전선(90)은 전선연결소켓(72)에서 인입되어 전극마운트(50)로 연결되며, 외부에서 입력되는 전기에너지를 전극마운트(50)에 전달시킨다.
이때, 전선(90)은 후단케이스(70)와 작동액챔버(80) 사이 공간을 통해 연결되며, 후단케이스(70)의 내벽면에 밀착 배치되는 것이 바람직하다.
작동액가압대(100)는 전단부가 작동액챔버(80)의 후단에서 동축 기밀삽입되고, 후단부는 중심축에 나사산을 포함하는 홀이 형성된다.
그리고, 작동액가압대(100)의 후단부에 배치되는 작동액 조절스크류(110)는 조절나사(111)와 조절다이얼(112)로 구성된다.
조절나사(111)는 작동액가압대(100)의 후단부 중심축에 체결되어 외주면에 나사산이 형성된다.
조절다이얼(112)은 조절나사(111)의 후단에 형성되고, 후단케이스(70)의 외측으로 노출 형성된다.
이때, 조절다이얼(112)은 조절나사(111)의 나사머리 형상으로서, 조절다이얼(112)의 외주면을 회전시켜 조절나사(111)를 회전시킬 수 있다.
따라서, 조절다이얼(112)을 회전시키면, 조절나사(111)가 회전하게 되고, 작동액가압대(100)와 조절나사(111)의 나사산이 맞물려 나사이동됨으로써 전후구동을 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치의 실린더(20)는 스토퍼(22)를 포함하여 구성될 수 있다.
스토퍼(22)는 실린더(20)의 내측에 형성되어 피스톤(30)의 전방향 이동을 제한한다.
즉, 피스톤(30)의 헤드부와 삽입부의 단차를 이용하여, 삽입부는 통과되되 헤드부의 하부면에 걸리도록 형성되어 이동을 제한할 수 있도록 형성된다.
또한, 본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치의 작동액가압대(100)는 가압대가이드(101)를 포함하여 구성될 수 있다.
가압대가이드(101)는 작동액가압대(100)의 외주면에 배치되고, 작동액챔버(80)의 후단부에서 상기 조절다이얼(112)의 전단부까지 형성되어 작동액가압대(100)의 전후방 이동을 가이드한다.
즉, 가압대가이드(101)가 작동액가압대(100)의 외주면을 감싸도록 배치되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치의 작동액 조절스크류(110)는 다이얼 고정패널(113)를 포함하여 구성될 수 있다.
다이얼 고정패널(113)은 조절다이얼(112)의 후면에 고정 결합되고, 후단케이스(70)의 내측 상단에 고정 형성된다.
즉, 고정패널(113)의 전면은 조절다이얼(112)이 고정되고, 후면은 후단케이스(70)의 내측 상단면에 고정되는 것이 바람직하다.
이때, 다이얼 고정패널(113)은 전선연결소켓(72)에서 인입된 전선(90)을 후단케이스(70)의 내주면 방향으로 가이드할 수 있다.
따라서, 전선연결소켓(70)의 중심에서, 후단케이스(70)의 내측 상단면 및 내주면을 따라 전선(90)이 고정된 상태로 전극마운트(50)까지 연결된다.
그리고, 본 발명인 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치는 액중 방전에 의해 약액이 마이크로젯 분사되도록 구성될 수 있다.
실시예로서, 한 쌍의 전극(60) 사이에는 방전체(61)가 형성된다. 전선연결소켓(72)에 전기에너지가 인가되어 전선(90)을 따라 전극마운트(50), 전극(60)에 전류가 전달되고, 작동액(L) 내에서 방전 스파크가 발생하게 된다. 이로 인해 팽창압력이 발생하여 피스톤(30)이 가압되어 전방향으로 이동하고, 시린지(40) 내부에 수용되어 있던 약액이 외측으로 분사되도록 형성된다.
이상과 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상은 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 약액을 수용하는 공간을 조절하여 약액 수용량을 조절할 수 있는 마이크로젯 주입 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 기본적인 기술적 사상 범주 내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형 예들을 포함하도록 작성된 특허 청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.
10 : 전단케이스
20 : 실린더
21 : 작동액 유입구
22 : 스토퍼
30 : 피스톤
40 : 시린지
50 : 전극마운트
60 : 전극
61 : 방전체
70 : 후단케이스
71 : 덮개
72 : 전선연결소켓
80 : 작동액챔버
90 : 전선
100 : 작동액가압대
101 : 가압대가이드
110 : 작동액 조절스크류
111 : 조절나사
112 : 조절다이얼
113 : 다이얼 고정패널
L : 작동액
M : 약액

Claims (5)

  1. 원통형으로 형성되는 전단케이스;
    상기 전단케이스 내에 동축 밀착결합되고, 작동액이 내부로 전달되는 작동액유입구가 후단에 형성되는 원통형상의 실린더;
    상기 실린더 내에 동축 설치되고 상기 작동액에 의한 가압력을 전단으로 전달시키는 피스톤;
    상기 전단케이스 전단 외측으로 노출 설치되며, 상기 피스톤 전단이 내측으로 삽입 연결되어 상기 피스톤 가압력에 의해 약액을 마이크로 단위로 분사하는 시린지;
    상기 피스톤 후단에서 상기 전단케이스 내부에 형성되며, 내측으로 작동액 전달 경로를 가지는 원통형상의 전극마운트;
    상기 전극마운트에 상하 간극을 가지고 체결되되, 단부가 상기 작동액에 잠기도록 배치되는 한 쌍의 전극;
    전단부가 상기 전단케이스에 연통 결합되고, 후단부가 덮개에 의해 밀봉되며, 상기 덮개 중심부에는 전선연결소켓이 형성되는 후단케이스;
    상기 후단케이스 내측에 동축결합되어 내측에 작동액이 수용되는 작동액챔버;
    상기 후단케이스와 상기 작동액챔버 사이 공간을 통해 연결되되, 상기 전선연결소켓에서 인입되어 상기 전극마운트로 연결되는 전선;
    전단부는 상기 작동액챔버 후단에서 동축 기밀삽입되고, 후단부는 중심축에 나사산이 형성되는 작동액가압대;
    전단부는 상기 작동액가압대의 후단부 중심축에 체결되는 조절나사로 형성되고, 후단부는 상기 후단케이스 외측으로 노출되는 조절다이얼로 이루어지는 작동액 조절스크류;로 구성되는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실린더는,
    내측에 상기 피스톤의 전방향 이동을 제한하는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작동액가압대는,
    상기 작동액가압대의 외주면에 배치되고, 상기 작동액챔버의 후단부와 상기 조절다이얼의 전단부까지 형성되어 상기 작동액가압대의 전후방 이동을 가이드하는 가압대가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 작동액 조절스크류는,
    상기 조절다이얼의 후면에 고정 결합되되, 상기 후단케이스의 내측 상단에 고정되고, 상기 전선연결소켓에서 인입된 전선을 상기 후단케이스의 내주면 방향으로 가이드하는 다이얼고정패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극 사이에 방전체가 구비되어,
    상기 전극에 전기가 인가되면 상기 작동액 내에 방전 스파크에 의한 팽창 압력을 발생시켜 상기 피스톤을 가압함으로써 약액을 마이크로 단위로 분사시키는 것을 특징으로 하는 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치.
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