KR20110115377A - 유출량 조절이 가능한 미세바늘 뚜껑 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유용물질이 들어있는 용기와 유용물질의 피부침투를 돕는 미세바늘부가 일체화되도록 하면서 유출량을 조절할 수 있는 수단을 둠으로써, 유용물질의 종류 및 사용자의 필요에 따라 간편하게 유용물질의 유출량을 조절하면서 유용물질과 미세바늘을 동시에 피부에 적용할 수 있어 간편하게 피부를 통한 유용물질의 흡수 효율을 증진시킬 수 있는 미세바늘 뚜껑 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 미세바늘 뚜껑 시스템은 보다 상세하게는, 상면에 상기 용기 내부의 물질이 통과할 수 있는 하나 또는 복수개의 제1관통홈(11)이 형성되어 있으며 상기 용기의 입구와 결합하는 용기덮개부(10); 및 상면에 미세바늘 어레이(22)가 형성되어 있고, 용기 내부의 물질이 덮개부와 바늘부 사이로 유출되지 않도록 하면서 상기 용기덮개부(10)의 상면과 접촉된 상태로 결합하며, 상기 용기덮개부(10)와의 상대적 회전각도에 따라서 상기 제1관통홈(11)과의 중첩 면적이 변화하는 제2관통홈(21)이 형성되어 있는 미세바늘부(20);를 포함하여 구성된다.

Description

유출량 조절이 가능한 미세바늘 뚜껑 시스템{Microneedle cap system}

본 발명은 유용물질이 들어있는 용기와 유용물질의 피부침투를 돕는 미세바늘부가 일체화되도록 하면서 유출량을 조절할 수 있는 수단을 둠으로써, 유용물질의 종류 및 사용자의 필요에 따라 간편하게 유용물질의 유출량을 조절하면서 유용물질과 미세바늘을 동시에 피부에 적용할 수 있어 간편하게 피부를 통한 유용물질의 흡수 효율을 증진시킬 수 있는 미세바늘 뚜껑 시스템에 관한 것이다.

피부미용 성분 또는 약물을 피부에 도포하거나, 약물이 포함되어 있는 팩이나 패치 등을 붙여 체내에 전달하는 방식은 지속적인 약물 전달이 가능하고 고통이 없으며 이용이 간편하다는 장점이 있지만, 피부 최외각의 10~60㎛ 두께의 각질층이 외부 물질의 체내 침투를 막기 때문에 유효성분의 체내 흡수율이 매우 낮다. 특히 유효성분이 친수성이거나 분자량이 크면 그 흡수율은 더욱 낮아진다.

이에 유효성분을 효과적으로 전달하기 위하여 주사를 이용한 투여 방법이 이용되어 왔다. 그러나 종래의 주사바늘은 직경이 밀리미터 단위이고, 길이는 센티미터 단위로 피부에 존재하는 통점을 다수 자극하여 사용 시 대상자에게 상당한 고통을 주었다. 또한, 주사는 일반적으로 병원이나 전문적인 피부 관리기관에서만 시술이 가능하기 때문에 가정에서 손쉽게 사용할 수 없다는 단점이 있었다.

이를 해결하기 위하여, 직경이 수십~수백㎛, 길이가 수십~수천㎛ 크기의 미세바늘(microneedle)이 개발되었다. 미세바늘은 기존의 바늘에 비해 직경이 작고 길이가 짧아서 자극하는 통점의 수를 줄여주기 때문에 대상자의 고통을 크게 줄여준다. 또한 미세바늘 이 진피층에 침투해서 자극하게 되면 화상이나 여드름 등으로 발생한 흉터가 자연적으로 치료될 수 있으며 콜라겐 생성이 유도되어 피부톤 개선 및 노화 방지 효과가 극대화될 수 있다. 뿐만 아니라, 약물의 체내 투과율이나 전달 지속성 역시 우수하여 새로운 약물 전달 시스템으로의 대체가 기대되고 있다.

미국특허 3964482호는 피부를 통한 약물 전달의 효율을 높이고자 피부에 구멍을 형성하기 위한 미세바늘부와 피부로 전달하고자 하는 약물을 저장하는 약물저장소로 이루어진 약물전달시스템을 게시하였다. 이와 같은 약물저장소와 미세바늘부가 일체형으로 구성된 시스템은 유통·보관 시에 약물저장소의 약물이 외부로 유출될 우려가 있어 이를 방지하기 위한 별도의 장치가 요구되어 실제로 구현하기가 어렵다.

미국특허 6537242호에서는 주사기 등과 같은 용기와 결합되는 중공형 미세바늘로 이루어진 미세바늘 시스템을 기술하였다. 이와 같은 시스템은 정량의 약물을 전달할 수 있는 장점이 있으나, 시스템이 복잡하여 제조가 어렵고 사용절차도 여러 단계를 거치기 때문에 이용이 불편하며, 제시된 중공형 미세바늘은 대량 생산이 용이하지 않은 단점이 있다.

대한민국 등록특허 0753872호에서와 같은 미세바늘 롤러 시스템은 시스템이 비교적 간단하여 제작이 용이한 장점이 있으나, 약물을 피부에 바른 후에 미세바늘을 적용하거나 미세바늘을 미리 적용한 후에 약물을 바르는 2중의 작업이 요구되어 사용이 불편하다.

이와 같은 단점을 개선하고자 미국 공개특허 20060051404호에서는 중공형 미세바늘로 이루어진 미세바늘 롤러를 게시하였다. 상기 시스템에서는 롤러의 내부 공동으로 공급된 약물이 중공형 미세바늘의 중공을 통하여 피부에 공급되어 롤러를 적용하는 단계와 약물을 바르는 단계가 함께 이루어지게 된다. 그러나 중공형 미세바늘의 대량 생산이 용이하지 않으므로 제조 단가가 높아 상기 미세바늘 롤러를 1회용으로 사용하기에는 소비자의 부담이 크나, 반복하여 사용하는 경우 약물의 오염으로 인한 감염의 우려가 있다는 단점이 있다. 대한민국 등록특허 0873642호에서역시 미세바늘 롤러에 앰플을 적용하여 미세바늘의 사용 시 피부 전달 물질을 롤러헤드나 피부에 분사하는 방법을 게시하였으나, 롤러 시스템이 복잡하여 제품의 가격경쟁력이 떨어지며 미국공개특허 20060051404호와 마찬가지로 반복 사용 시에는 약물 오염으로 인한 감염의 우려가 있다.

이러한 문제들을 해결하고자 본 발명자들은 제작이 용이하면서 피부 전달 물질과 미세바늘을 동시에 적용할 수 있는 미세바늘 뚜껑 시스템을 발명하여, 2009-0004589호로 특허출원하였다. 도 1은 상기 미세마늘 뚜껑 시스템의 적용 개념도를 보여준다. 피부에 전달하고자 하는 물질이 수용되어 있는 용기의 입구에 미세바늘 뚜껑 시스템을 적용하고, 이를 피부에 두드리면 미세바늘 뚜껑 시스템의 상면에 형성되어 있는 미세바늘이 피부 각질층 및 표피층에 미세구멍을 형성한다. 한편, 미세바늘 뚜껑 시스템에 형성되어 있는 관통 홈을 통해서 용기 내부의 피부 전달 물질이 나와서 피부에 도포되므로, 피부에 도포된 피부 전달 물질은 미세바늘에 의해 형성된 미세 구멍을 통해서 피부 내로 전달된다. 그러나 이 시스템에서는 피부 전달 물질이 통과되는 관통 홈의 크기가 고정되어 있어서 내용물의 점성이 낮고 관통 홈이 상대적으로 넓을 경우에는 피부 전달 물질이 적용부위에 과량 분비되어 피부 전달 물질의 소모량이 필요 이상으로 많아지게 된다. 반대로 내용물의 점성이 높고 관통 홈이 상대적으로 좁은 경우에는 극히 적은 양만이 통과되어 충분한 양을 피부에 도포하지 못하게 되거나, 심한 경우 내용물이 관통 홈을 통과하지 못할 수도 있다. 따라서 유용물질의 성질에 따라서 그에 적합한 관통 홈을 가지는 다양한 모델의 미세바늘 뚜껑 시스템이 필요하므로, 각 모델별로 별도의 양산용 금형이 요구되어 생산 단가가 높아지게 된다. 또한 피부 전달 물질을 피부에 충분히 도포한 후에 미세바늘을 이용하여 흡수율을 증대시키고자 할 때에도 전달하고자하는 물질이 계속 유출되는 문제도 발생한다.

미국 등록특허 3964482호 미국 등록특허 6537242호 대한민국 등록특허 0753872호 미국 공개특허 20060051404호 대한민국 등록 특허 0873642호 대한민국 출원특허 2009-0004589호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 바이알과 같은 용기에 장착하여 미세바늘과 피부로 전달하고자 하는 유용물질을 동시에 피부에 적용할 수 있으며, 유용물질의 유출량을 조절할 수 있어 사용이 편리한 미세바늘 뚜껑 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 미세바늘 시스템을 경제적으로 대량생산할 수 있도록 하여 일회 사용을 유도함으로써 보다 위생적으로 사용할 수 있는 미세바늘 뚜껑 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 용기의 입구와 결합하며 상면에 미세바늘 어레이가 형성된 미세바늘 뚜껑 시스템(1)에 있어서, 상면에 상기 용기 내부의 물질이 통과할 수 있는 하나 또는 복수개의 제1관통홈(11)이 형성되어 있으며 상기 용기의 입구와 결합하는 용기덮개부(10); 및 상면에 미세바늘 어레이(22)가 형성되어 있고, 용기 내부의 물질이 덮개부와 바늘부 사이로 유출되지 않도록 하면서 상기 용기덮개부(10)의 상면과 접촉된 상태로 결합하며, 상기 용기덮개부(10)와의 상대적 회전각도에 따라서 상기 제1관통홈(11)과의 중첩 면적이 변화하는 제2관통홈(21)이 형성되어 있는 미세바늘부(20);를 포함하는 미세바늘 뚜껑 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 미세바늘부(20)의 재질은 인체에 유해하지 않은 것이라면 어떤 것이라도 가능하지만, 일반적으로는 합성수지 또는 금속 재질인 것이 바람직하다. 재질을 합성수지로 할 경우에는 재질의 단가가 비교적 저렴하기 때문에 보다 경제적으로 미세바늘부(20)를 제작할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 미세바늘 뚜껑 시스템은 사출에 의해 용이하게 제작할 수 있으며, 조립 공정도 간단하여 가격 경쟁력이 매우 우수하다. 따라서 이용자가 미세바늘을 일회만 이용하도록 유도하여 반복사용에 따른 감염의 위험을 줄일 수 있다.

상기 미세바늘부(20)를 회전시켜 용기덮개부(10)와의 상대적 회전각도가 변화함에 따라, 제2관통홈(21)과 제1관통홈(11)의 중첩면적이 변화하여 용기내 물질의 유출량을 조절하는 것이 가능하다. 이때 미세바늘부(20)의 회전은 용기덮개부(10)에 결합된 상태에서 이루어질 수도 있으며, 용기덮개부(10)로부터 일단 해체한 후 회전시켜 재결합하는 것에 의해 이루어질 수도 있다. 그러나 사용 중 보다 편리하게 유출량을 조절할 수 있도록 하기위해서는 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)가 결합된 상태에서 미세바늘부(20)를 회전할 수 있도록 하는 것이 보다 바람직하다. 용기 내 물질의 점도가 낮은 경우에는 중첩면적을 줄이고, 점도가 높은 경우 중첩 면적을 늘리는 것에 의해 사용하려는 물질의 특성에 따라 간단한 조작으로 용이하게 유출량을 조절할 수 있다. 따라서 점도가 다른 다양한 물질에 범용으로 이용할 수 있다. 또한, 용기 내 물질을 일부만 유출시킨 후 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 위치를 어긋나게 하여 미세바늘만 추가적으로 피부에 적용하도록 할 수도 있다. 이 때, 상기 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 중첩 면적을 필요에 따라 조절하여 사용하는 것이 가능하지만, 미세바늘부(20)의 회전 조작시 오동작으로 용기 내 물질이 과도하게 유출되는 것을 방지하기 위하여 최대 중첩 면적은 20mm² 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20) 중 어느 하나에는 밀착용돌기(31)가, 다른 하나에는 상호 결합시 상기 밀착용돌기(31)에 대응하는 부분에 밀착용돌기가 끼워지는 밀착용홈(32)과, 미세바늘부의 회동에 의해 밀착용돌기(31)가 회전하는 영역에 상기 밀착용홈(32)이 연장되어 이루어진 밀착용가이드(33)를 추가로 형성할 수 있다. 이에 따라, 미세바늘부(20)의 회전 조작시 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)가 밀착접촉된 상태를 유지할 수 있으므로, 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)의 접촉면 사이로 용기 내 물질이 유출되는 것을 방지할 수 있다.

용기 내 물질이 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)의 접촉면 사이로 누출되는 것을 더욱 방지하기 위하여, 상기 용기덮개부(10)의 상면 또는 미세바늘부(20)의 하면에 유용물질 유출방지돌출링(41)을, 미세바늘부(20)의 하면에는 상기 유용물질 유출방지돌출링 높이와 동일하거나 다소 높고, 제1관통홈(11)을 덮을 수 있는 크기의 제1관통홈 마개용돌기(23)를 추가로 형성하는 것이 바람직하다. 도시하지는 않았으나 용기덮개부의 상면에 상기 유용물질 유출방지돌출링 높이와 동일하거나 다소 높고, 제2관통홈(21)을 덮을 수 있는 크기의 제2관통홈 마개용돌기를 상기 제1관통홈 마개용돌기(23) 대신 추가로 형성할 수도 있다. 또는 제1관통홈 마개용돌기(23)와 제2관통홈 마개용돌기를 동시에 형성할 수도 있다.

한편, 상기 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20) 중 어느 하나에는 회전조절용 돌기(42)를 돌출형성시키고, 다른 하나에는 미세바늘부(20)의 회전에 따라 상기 회전조절용 돌기(42)가 이동하는 호형상의 경로를 따라 형성된 회전홈(43)과, 상기 회전홈의 구심측면, 원심측면 및 하면 중 하나 이상에 상기 회전조절용돌기(42)가 클릭이동하도록 하는 회전조절용 저항톱니(44)를 형성하여 미세바늘부의 회전이 디지털 방식으로 이루어지도록 할 수 있다. 이에 따라, 사용 시마다 유출량을 일정하게 유지할 수 있어 용기 내 물질별로 권장 사용법을 제시할 수 있으며 매회 비슷한 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명의 미세바늘 뚜껑 시스템에 의하면, 사용자가 본인의 용도에 적합하도록 피부 적용 물질의 유출량을 쉽게 조절할 수 있기 때문에 미세바늘 시스템의 사용에 있어서 이용자의 편의성이 증진된다.

또한 본 발명에 의하여, 한가지 모델로도 다양한 점도의 피부 전달 물질에 범용으로 이용될 수 있어 제품의 단가가 낮은 미세바늘 뚜껑 시스템을 제작할 수 있다.

따라서, 저렴한 미세바늘 시스템을 소비자에게 공급함으로써 소비자의 일회사용을 유도하여 보다 위생적인 제품 사용을 가능하게 한다.

또한 본 발명에 의하면, 미세바늘로 형성된 피부 각질층의 미세한 구멍으로 약물전달이 가능하기 때문에 기존에 피부를 통한 약물전달이 어려웠던 친수성 약물이나 고분자량 약물도 피부를 통한 전달이 용이해진다.

도 1은 종래기술에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템의 개념도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템의 분해도 및 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템의 관통홈 구조를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 밀착용돌기, 밀착용홈 및 밀착용가이드가 추가로 형성된 미세바늘 뚜껑 시스템의 사시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 유용물질 유출방지돌출링이 형성된 미세바늘 뚜껑 시스템의 분해도 및 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템에서 유도홈이 형성된 미세바늘부의 사시도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 방식의 회전조절이 가능한 미세바늘 뚜껑 시스템의 분해도.
도 8a 및 도 8b은 본 발명의 일 실시예에서 결합보조부에 의해 용기덮개부와 미세바늘부가 결합하는 미세바늘 뚜껑 시스템의 분해도 및 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템에서 회전보조홈이 형성된 미세바늘부의 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템의 분해도를, 도 2b는 단면도를 보여준다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 미세바늘 뚜껑 시스템은 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)로 이루어진다. 용기덮개부(10)는 바이알과 같이 유용물질이 담겨있는 용기의 입구와 결합하며, 상면에 상기 용기 내부의 물질이 통과할 수 있는 제1관통홈(11)이 형성되어 있다. 도 2에서는 용기덮개부(10)가 용기와 나사결합되는 원통형 형상으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 사각기둥 형상으로 용기와 억지끼움결합하도록 할 수도 있다.

한편 미세바늘부(20)는 상면에는 미세바늘 어레이(22)가 형성되어 있으며, 용기 내의 유용물질이 상기 용기덮개부와 미세바늘부 사이로 유출되지 않으면서 용기덮개부(10)의 상면과 미세바늘부(20)의 하면이 접촉된 상태로 결합한다. 상기 미세바늘부(20)에는 상기 제1관통홈(11)에 대응하는 위치에 제2관통홈(21)이 형성되어 있다. 상기 미세바늘부(20)가 용기덮개부(10)와 결합되어 있는 상태에서 회전하거나 혹은 용기덮개부(10)로부터 해체하여 회전한 후 재결합시키는 것에 의해 제2관통홈(21)의 위치를 변경하여 유용물질의 유출량을 조절할 수 있다. 즉, 도 2b의 왼쪽 도면에 도시된 바와 같이 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)이 일치되면 용기 내의 유용물질이 유출되며, 오른쪽 도면과 같이 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)이 완전히 어긋나 겹치지 않게 배열하면 유용물질이 외부로 흘러나오지 않게 된다. 또한, 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 겹쳐지는 면적을 조절하는 것에 의해 유용물질의 점성 및 이용자의 취향 또는 사용목적에 따라 적절하게 유용물질의 유출량을 사용자게 쉽게 조절할 수 있다.

도 2에서 도시된 바와 같이 상기 미세바늘부(10)와 용기덮개부(20)는 억지끼움 방식으로 결합될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 미세바늘부(10)와 용기덮개부(20)의 형상 역시 원통형에 한정되는 것은 아니다. 도 2에서는 각 관통홈(11, 21)의 개수가 두 개이며 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 형상이 일치하는 것으로 도시하였으나, 관통홈의 수나 형상은 필요에 따라 적절히 변경할 수 있음은 당연하며 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 형상이 일치하여야 하는 것은 아니다.

도 3a는 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)이 서로 다른 형상을 갖는 본 발명의 다른 실시예에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템을 나타내는 도면이다. 도 3의 A에서 제1관통홈(11)은 용기덮개부(10)의 중심점으로부터 일정한 거리에 일말단은 좁고 타말단은 넓은 띠모양으로 형성되어 있다. 한편 제2관통홈(21)은 제1관통홈(11)과 대응하는 위치에 형성되어 있다. 도 3a에는 제2관통홈(21)의 형상을 슬릿형상으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 제2관통홈(21)의 길이(중심점으로부터 테두리 방향의 길이)가 제1관통홈(11)의 넓은 쪽 말단의 폭보다 조금 좁아도 좁은 쪽 말단보다 길면 중첩되는 면적이 달라지는 영역이 존재하므로 기능 구현에는 문제가 없으나, 바람직하게는 제2관통홈(21)의 길이는 제1관통홈(11)의 넓은쪽 말단의 폭과 같거나 그보다 긴 것이 좋다. 미세바늘부(20)를 돌려 제2관통홈(21)을 제1관통홈(11)과 중첩시키면 유용물질이 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 중첩된 영역을 통해 흘러나오게 된다. 이때, 도 3의 B와 같이 제2관통홈(21)을 제1관통홈(11)의 폭이 좁은 말단쪽에 일치시키면 유용물질의 유출량이 적으나, C와 같이 폭이 넓은 말단쪽에 일치시키면 중첩된 면적이 증가하므로 유용물질의 유출량이 많아져 유출량을 보다 용이하게 조절할 수 있다. 미세바늘부(20)가 용기덮개부(10)에 결합된 상태에서 D 위치에 있는 경우에는 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)이 어긋나 있으므로 유용물질이 외부로 흘러나오지 않는다.

한편, 도 3b는 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)가 다각기둥 형상을 한 본 발명의 미세바늘 뚜껑 시스템에 적용될 수 있는 관통홈 구조의 한 예을 나타낸다. 용기덮개부(10)가 다각기둥 형상을 하였더라도 용기의 입구와 결합하는 부분은 예를 들어 원통형 형상과 같이 용기덮개부의 형상과 다른 모양을 적용할 수 있으며, 용기덮개부(10)의 형상이 용기덮개부(10)와 결합하는 용기 입구의 형상을 제한하는 것은 아니다. 도 3b와 같이 용기덮개부(10)의 상면 형상이 다각형인 경우에는 미세바늘부(20)와 용기덮개부(10)가 결합된 상태에서 미세바늘부(20)를 회전시킬 수는 없으나, 다각형의 각변과 중심을 연결하여 생성되는 삼각형의 일정 영역에 다양한 크기의 제1관통홈(11)을 복수개 형성하여 미세바늘부(20)와 결합시 서로 대응되는 변을 바꾸는 것에 의해 제1관통공(11)과 제2관통공(22)의 중첩면적이 변화하도록 할 수 있다. 도 3b와 같은 제1관통공(11)과 제2관통공(22)의 개념을 원통형 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)에 역시 적용할 수 있음은 당연하다. 혹은 다각기둥 모양의 용기덮개부에 도 3a의 제1관통홈 구조를 적용할 수도 있다.

상기 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)이 최대로 겹쳐지는 면적은 20mm² 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 유용물질의 성분이나 용도 등에 따라 미세바늘부의 관통홈과 용기덮개부의 관통홈의 중첩되는 면적을 조절하여 유출량을 조절할 수 있지만, 중첩가능한 최대 면적을 너무 넓게 하는 경우 조작시 잘못하여 유용물질이 과다하게 유출되어 소모될 수 있으므로 최대 면적을 20mm² 이하가 되도록 하여 0~20mm² 범위에서 관통홈을 중첩시켜 유용물질의 유출량을 조절할 수 있도록 하는 것이 좋다.

도 4는 피부로 전달하고자 하는 유용물질이 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)의 결합면을 따라서 외부로 흐르는 것을 방지하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템의 사시도를 나타낸다. 즉, 미세바늘부(10)에는 밀착용돌기(31)가 형성되어 있고, 밀착용돌기에 대응하는 용기덮개부의 부분에는 밀착용돌기(31)가 끼워지는 것에 의해 용기덮개부와 미세바늘부를 밀착·고정시키는 밀착용홈(32)이 형성되어 있다. 또한 미세바늘부(20)의 회전 시 밀착용돌기(31)가 회전하는 영역에 밀착용홈(32)이 연장되어 이루어진 밀착용가이드(33)가 형성되어 있어, 밀착용돌기(31)가 밀착용가이드(33) 내에 고정된 채로 회전하게 되므로 용기덮개부(10)와 미세바늘부(21)가 결합된 상태에서 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 상대적인 위치를 조절하기 위하여 미세바늘부(20)를 회전시킬 때 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)가 밀착된 상태를 유지할 수 있게 된다. 도 4에는 상기 밀착용가이드(33)를 용기덮개부(10)의 측면에 형성한 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 예를 들면 용기덮개부(10)의 상면에 형성할 수도 있다. 또한, 용기덮개부(10)에 밀착용돌기(31)를, 미세바늘부(20)에 밀착용홈(32) 및 밀착용가이드(33)를 형성하여도 무방하며, 상기 목적을 달성하기 위한 것이라면 그 세부적인 디자인은 당업자라면 용이하게 변형하여 적용이 가능할 것이다.

미세바늘부와 용기덮개부의 틈 사이로 유용물질이 새는 것을 더욱 방지하기 위하여 도 5와 같이 유용물질 유출방지돌출링(41)을 형성할 수 있다. 도 5a는 유용물질 유출방지돌출링(41)이 형성된 미세바늘 뚜껑 시스템의 분해도를 도 5b는 단면도를 나타낸다. 도 5에는 상기 유용물질 유출방지돌출링(41)이 용기덮개부(10)의 상면에 형성된 것을 도시하였으나, 미세바늘부(20)의 하면에 형성하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당연하다. 이러한 특성을 극대화시키기 위해서는 상기 유용물질 유출방지돌출링(41)은 종횡비가 높게 형성되는 것이 바람직하며, 고무나 실리콘과 같이 신축성이 있는 소재로 이루어진 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이 유용물질 유출방지돌출링(41)이 형성되어 있는 경우에는 용기덮개부(10)의 상면과 미세바늘부(20)의 하면 사이에 유용물질 유출방지돌출링(41) 높이에 해당하는 공간이 형성되어 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 위치가 어긋나 있는 상태에서도 용기가 밀폐된 상태를 유지할 수 없다. 따라서, 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)이 중첩되는 정도에 따라 유용물질의 유출량을 조절할 수 있기 위해서는 미세바늘부에 제1관통홈 마개용돌기(23)가 형성되어야 한다. 상기 제1관통홈 마개용돌기(23)는 제1관통홈(11)에 대응되는 미세바늘부(20)의 영역에 형성되며, 적어도 제1관통홈(11)을 모두 덮을 수 있는 크기로 형성되어야 한다.

제1관통홈 마개용돌기(23)의 크기가 제1관통홈(11)과 유사한 정도인 경우에는 미세바늘부에는 유용물질 유출방지돌출링의 내측으로 별도의 제2관통홈이 형성되어야 한다. 도 5b의 좌측에 도시된 바와 같이, 상기 제1관통홈 마개용돌기(23)가 제1관통홈(11)과 일치하지 않는 위치에 있으면 유용물질이 관통홈을 통해 유출된 후 제2관통홈(21)을 통하여 피부로 전달된다. 반면, 도 5b의 우측 도면과 같이 제1관통홈 마개용돌기(23)가 제1관통홈(11)에 대응되는 위치로 이동하면 제1관통홈(11)을 막게 되므로 유용물질이 더 이상 유출되지 않는다. 제1관통홈 마개용돌기(23)가 제1관통홈(11)과 일치하는 정도에 따라 유용물질의 유출량을 조절할 수 있음은 당연하다.

한편, 도 5c에 도시한 바와 같이 제1관통홈 마개용돌기(23)가 제1관통홈(11)의 크기에 비해 길게 연장되어 형성된 경우에는, 상기 제1관통홈 마개용돌기(23)의 일말단측에 제2관통홈(21)을 형성할 수 있다. 이때, 제1관통홈 마개용돌기(23)중 제2관통홈(21)이 형성되어 있지 않은 영역이 제1관통홈(11)을 충분히 덮을 수 있어야 유통·보관 시에 유용물질이 유출되지 않는 상태를 유지할 수 있음은 당연하다.

별도로 도시하지는 않았으나, 용기덮개부의 상면에 상기 유용물질 유출방지돌출링 높이와 동일하거나 다소 높고, 제2관통홈(21)을 덮을 수 있는 크기의 제2관통홈 마개용돌기(미도시)를 상기 제1관통홈 마개용돌기(23) 대신 추가로 혹은 제1관통홈 마개용돌기(23)와 동시에 형성할 수도 있다.

또한, 상기 미세바늘부의 상면에는 도 6과 같은 유도홈(24)을 추가로 형성하여 유용물질의 흐름을 유도하는 것이 바람직하다. 관통홈을 따라 흘러나온 유용물질은 상기 유도홈을 따라 미세바늘 어레이 사이 사이로 고르게 퍼질 수 있기 때문에 적절한 양을 원하는 부위에 골고루 보다 간편하게 도포할 수 있다.

한편, 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20) 중 어느 하나에는 회전조절용 돌기(42)를, 다른 하나에는 상기 회전조절용 돌기(42)가 클릭이동하도록 하는 회전조절용 저항톱니(44)를 형성하여 미세바늘부(20)의 회전을 디지털 방식으로 조작하도록 할 수도 있다. 이 때, 상기 회전조절용 돌기(42)와 회전조절용 저항톱니(44)가 돌출된 것에 의해 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)의 접촉면 사이에 간격이 생겨 유용물질이 유출되지 않도록, 상기 회전조절용 돌기(42)가 이동하는 호형상의 경로를 따라 회전홈(43)을 형성하는 것이 바람직하다. 도 7a는 상기 구성에 의한 미세바늘 뚜껑 시스템의 예를 보여준다. 도 7a에는 회전조절용 저항톱니(44)가 회전홈(43)의 원심측면에 형성된 예만을 도시하였으나, 하면 또는 구심측면에 형성하거나 ,하면, 원심측면 및 구심측면 중 두 개 이상에 형성하여도 무방하다.

도 7b에서처럼 상기 회전조절용 저항톱니(44) 대신 회전조절용 돌기(42)의 호형상의 경로를 따라 연속하여 형성된 회전조절용 홈(45)을 형성할 수 있다. 이 경우, 미세바늘부(20)를 용기덮개부(10)와 결합할 때, 혹은 용기덮개부(10)와 결합한 상태에서 일단 해체한 후 재결합할 때 회전조절용 돌기를 회전조절용 홈(45)의 어느 위치에 결합하는가에 따라 상기 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 중첩면적이 변화하여 용기 내 물질의 유출량을 디지털 방식으로 조절할 수 있게 된다. 상기 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20) 중 어느 하나에는 회전조절용 돌기(42)가 돌출형성되고,

도 7에서는 용기덮개부(10)에 회전조절용 저항톱니(44)나 회전조절용 홈(45)이, 미세바늘부(20)에 회전조절용 돌기(42)가 형성된 예만을 도시하였으나, 용기덮개부(10)에 회전조절용 돌기(42)를 미세바늘부(20)에 회전조절용 저항톱니(44) 혹은 회전조절용 홈(45)을 형성할 수도 있다. 또한, 용기덮개부(10)의 상면과 미세바늘부(20)의 하면이 아닌 용기덮개부(10)의 외측 측면과 미세바늘부(20)의 내측 측면에 회전조절용 돌기(42)와 회전조절용 저항톱니(44)/회전조절용 홈(45)을 형성하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당연하다. 이러한 방식은 매회 유출량을 일정하게 유지할 수 있어서 권장 사용법을 제시할 수 있으며 매회 비슷한 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

상기 실시예에서는 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20)가 끼움결합에 의해 결합되는 것만을 예시하였으나, 결합방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 8은 중앙에 관통구가 형성된 결합 보조부(51)에 의해 미세바늘부(20)와 용기덮개부(10)가 결합된 본 발명의 미세바늘 뚜껑 시스템의 예를 보여준다. 이 때 상기 용기덮개부(10)의 상면에는 미세바늘부(20)가 보다 용이하게 탑재될 수 있도록 미세바늘부(20)와 크기가 같은 요홈(25)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 미세바늘부(20)의 크기를 용기덮개부(10)보다 작게 형성하고, 결합 보조부(51)는 외경이 용기덮개부(10)와 동일하고, 내경이 미세바늘부(20)보다 작은 도넛형상으로 제조한다. 상기 용기덮개부(10), 미세바늘부(20) 및 결합보조부(51)을 순차적으로 적층하고 미세바늘부(20)와 중첩되지 않는 결합 보조부(51)의 하면 영역을 이와 접하는 상기 용기덮개부(10)의 상면에 비가역적으로 접합시키는 것에 의해 결합할 수 있다. 혹은, 주사제 용기의 캡의 결합방식과 같이 미세바늘부(20)를 결합 보조부(51)와 용기덮개부(10)의 사이에 적층한 상태에서 미세바늘부(20)의 상면 주변부와 용기덮개부(10)를 결합 보조부에 의해 압착 결합시킬 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 형태일 뿐 결합 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 미세바늘 뚜껑 시스템에서 유출량 조절을 위해서는 이용자가 미세바늘부를 회전시켜 관통홈의 위치를 적절하게 설정하도록 조작해야 한다. 미세바늘부의 회전 조작을 용이하게 하기 위하여 도 9와 같이 회전보조기(60)를 사용할 수 있다. 이를 위해, 미세바늘부의 상면에 회전보조홈(62)을 형성하고, 상기 회전보조홈에 대응하는 철부(61)을 갖는 회전보조기(60)를 사용하여 회전보조홈(62)과 철부(61)를 결합한 후 상기 회전보조기(60)를 회전시키는 것에 의해 미세바늘부의 회전을 용이하게 조작할 수 있다. 이 때, 상기 조작을 보다 용이하게 하기 위해서 상기 회전보조홈(62)은 미세바늘부의 말단에 가까운 위치에 형성하며, 회전보조홈(62)을 하나 형성하는 것 보다는 2~4개를 형성하는 것이 보다 바람직하다.

1 : 미세바늘 뚜껑 시스템
10 : 용기덮개부
11 : 제1관통홈 12 : 결합부
20 : 미세바늘부
21 : 제2관통홈 22 : 미세바늘 어레이
23 : 제1관통홈 마개용돌기
24 : 유도홈 25 : 요홈
31 : 밀착용돌기 32 : 밀착용홈
33 : 밀착용가이드
41 : 유용물질 유출방지돌출링 42 : 회전조절용 돌기
43 : 회전홈 44 : 회전조절용 저항톱니
45 : 회전조절용 홈
51 : 결합보조부
60 : 회전보조기 61 : 철부
62: 회전보조홈

Claims (12)

1. 용기의 입구와 결합하며 상면에 미세바늘 어레이가 형성된 미세바늘 뚜껑 시스템(1)에 있어서,
   상면에 상기 용기 내부의 물질이 통과할 수 있는 하나 또는 복수개의 제1관통홈(11)이 형성되어 있으며 상기 용기의 입구와 결합하는 용기덮개부(10); 및
   상면에 미세바늘 어레이(22)가 형성되어 있고, 용기 내부의 물질이 덮개부와 바늘부 사이로 유출되지 않도록 하면서 상기 용기덮개부(10)의 상면과 접촉된 상태로 결합하며, 상기 용기덮개부(10)와의 상대적 회전각도에 따라서 상기 제1관통홈(11)과의 중첩 면적이 변화하는 제2관통홈(21)이 형성되어 있는 미세바늘부(20);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1관통홈(11)은 용기덮개부(10)의 중심으로부터 일정한 거리에 일말단은 좁고, 타말단은 넓은 띠모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제2관통홈(21)과 제1관통홈(11)의 최대 중첩 면적은 20mm² 이하인 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20) 중 어느 하나에는 밀착용돌기(31)가,
   다른 하나에는 상호 결합시 상기 밀착용돌기(31)에 대응하는 부분에 밀착용돌기가 끼워지는 밀착용홈(32)과, 미세바늘부의 회동에 의해 밀착용돌기(31)가 회전하는 영역에 상기 밀착용홈(32)이 연장되어 이루어진 밀착용가이드(33)가 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기덮개부(10)의 상면 또는 미세바늘부(20)의 하면에 유용물질 유출방지돌출링(41)이 형성되어 있고,
   미세바늘부(20)의 하면에 상기 유용물질 유출방지돌출링 높이와 동일하거나 다소 높고, 제1관통홈(11)을 덮을 수 있는 크기의 제1관통홈 마개용돌기(23); 및/또는
   용기덮개부(10)의 상면에 상기 유용물질 유출방지돌출링 높이와 동일하거나 다소 높고 제2관통홈(22)을 덮을 수 있는 크기의 제2관통홈 마개용돌기;
   가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 유용물질 유출방지돌출링(41)은 고무 또는 실리콘으로 이루어 진 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 미세바늘부(20)의 미세바늘 어레이(21) 사이에는 액체의 흐름을 유도하는 유도홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20) 중 어느 하나에는 회전조절용 돌기(42)가 돌출형성되고,
   다른 하나에는 미세바늘부(20)의 회전에 따라 상기 회전조절용 돌기(42)가 이동하는 호형상의 경로를 따라 형성된 회전홈(43)과, 상기 회전홈의 구심측면, 원심측면 및 하면 중 하나 이상에 상기 회전조절용돌기(42)가 클릭이동하도록 하는 회전조절용 저항톱니(44)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기덮개부(10)와 미세바늘부(20) 중 어느 하나에는 회전조절용 돌기(42)가 돌출형성되고,
   다른 하나에는 미세바늘부(20)의 회전에 따라 상기 회전조절용 돌기(42)가 이동하는 호형상의 경로를 따라 복수개의 회전조절용 홈(45)이 연속적으로 형성되어,
   상기 회전조절용 돌기(42)와 회전조절용 홈(45)의 결합위치에 따라 상기 제1관통홈(11)과 제2관통홈(21)의 중첩면적이 변화하는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기 덮개부와 미세바늘부는 중앙에 관통구가 형성된 결합 보조부에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 용기덮개부(10)의 상면에는 미세바늘부(20)가 안착될 수 있도록 미세바늘부(20)와 크기가 같은 요홈(25)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세바늘부에는 회전보조홈(62)이 형성되어 있어, 상기 회전보조홈과 대응하는 철부(61)를 갖는 회전보조기(60)로 미세바늘부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 미세바늘 뚜껑 시스템.

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