KR20170101422A

KR20170101422A - 전류자극을 이용한 피부 보호 장치 및 그 방법

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Publication number: KR20170101422A
Application number: KR1020160023915A
Authority: KR
Inventors: 조무성; 유정현
Original assignee: 유정현; 조무성
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2017-09-06

Abstract

본 발명은 미세전류를 인체에 투입하는 이온토포레시스를 통해 상처 치유와 근육통증 완화 및 피부 보호를 실현하는, 전류자극을 이용한 피부 보호팩 장치 및 그 방법이 개시된다.
개시된 전류자극을 이용한 피부 보호 방법은, (a) 인체 접촉부가 카본 전극(Carbon Electrode)을 통해 인체에 접촉되는 단계; (b) 전원부에서 0.1V 내지 1.5V의 전원을 공급하는 단계; (c) 컨버터부에서 상기 공급된 0.1V 내지 1.5V의 전원을 미리 결정된 범위의 승압 전원으로 변경하는 단계; (d) 제어부가 상기 카본 전극에 접촉된 인체에 의한 인체 저항과, 상기 변경된 승압 전원에 따른 전원이 상기 카본 전극을 통해 인체에 인가되도록 내부 저항값을 조절하는 단계; (e) 인체 접촉부에서 상기 조절된 내부 저항값에 따라 일정한 미세 전류가 카본 전극을 통해 인체에 인가되는 단계; 및 (f) 임펄스 조절부에서 상기 인체에 인가되는 전원의 펄스 파형을 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 피부 보호팩 장치를 저가의 개인용 소모성 패치(patch) 타입으로 구현하여, 슬림형이고 가벼우며, 휴대가 용이하며, 저소비, 저전력, 초 소형화 할 수 있다.

Description

전류자극을 이용한 피부 보호 장치 및 그 방법{Skin care pack apparatus and method using a current stimulation}

본 발명은 전류자극을 이용한 피부 보호 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 미세전류를 인체에 투입하는 이온토포레시스를 통해 상처 치유와 근육통증 완화 및 피부 보호를 실현하는 미세전류 자극기에 대해 사용자의 피부에 직접 부착되는 저가의 개인용 소모성 패치(patch) 타입으로 구현하여, 슬림형이고 가벼우며, 휴대가 용이하며, 저소비, 저전력, 초 소형화를 이룰 수 있도록 하는, 전류자극을 이용한 피부 보호 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

인체는 세포 간 물질 이동 과정에서 약 40 ~ 60 ㎂ 범위의 '생체전류'를 발생시킨다. 세포막을 사이에 두고 나트륨, 칼륨, 칼슘 등의 양이온과 염소 등 음이온 전극을 띤 물질들이 끊임없이 뒤바뀌는 과정에서 전기가 발생하는 것이다. 따라서 생체전류와 유사한 레벨의 '미세전류'를 인위적으로 몸 속에 흐르게 하면 세포기능 및 세포 간 신호전달이 촉진되고, 조직이 재생되어 상처치유 효과가 나며, 각종 호르몬과 신경전달물질의 분비가 왕성해진다는 사실이 이미 물리학계와 의학계에서 밝혀져 있다.

즉, 미세전류 치료는 인체에 흐르고 있는 미세한 전류와 비슷한 전류를 체내에 흘려 근육에 자극을 주어 손상된 세포를 재생시킨다. 다른 전기치료와 다르게 치료시 자극을 거의 느끼지 못하는 특징이 있는데, 이러한 특징으로 인해 신경이나 근육을 흥분시키지 않기 때문에 운동 후 근육통 완화에 매우 효과적이다.

미세전류는 약 1,000 마이크로암페어(A) 미만의 미약한 전류를 말하는 것으로, 인간의 몸에 흐르는 약 40 ~ 60 A의 약한 생체전류와 비슷한 미약(미세)한 전류량이다. 생체전류는 세포막을 통해 나트륨칼륨칼슘 등 양이온과 염소 등 음이온 전극을 띤 물질이 교환되면서 만들어진다. 다시 말해 신진대사 과정에서 발생하는 것으로 세포의 활성성장재생치유를 돕는 기능을 한다.

미세전류와 생체전류를 치료에 활발하게 응용하는 데가 물리치료 분야이다. 1980년대 손톱 부위에서 10~30A의 미세전류가 발생하는 것을 측정하였고, 이를 상처 부위에 응용했을 때 치유 효과가 있음을 발견했다. 이후 상처 치유(세포 재생), 통증 완화, 혈액 순환 개선 등에 적극 활용하고 있다.

어떤 조직에 상처가 생기면 그 부위는 주위 조직보다 전기저항이 높아지게 되고, 이렇게 되면 생체전류가 상처 부위에서는 높은 전기저항에 의해 잘 통과하지 못하게 되어 세포의 절대 전류량이 부족하게 되며, 이로 인해 염증 반응이 유발되어 통증, 국소 발열, 부종, 발적 등이 나타나게 된다. 만약 근육에 상처를 받으면 근육은 자신을 보호하기 위해 수축하게 되며, 근육이 수축하면 혈류량이 줄어드는 결과가 되어 산소의 양과 영양소의 양이 줄어들게 되고, 노폐물도 배설되지 않고 축적되므로 근육통이 일어나게 된다.

이와 같은 통증 메커니즘에서 미세전류를 인가하면, 미세전류는 생체전류와 아주 유사하기 때문에 인체 고유의 전류를 보충하는 역할을 하게 된다. 따라서 상처를 받은 조직은 전류의 양이 다시 많아지게 되고 전기저항도 감소하고 그래서 다시 본래의 상태로 복귀하게 되는 것이다.

이 밖에도 미세전류의 순기능에 대하여 혈압과 맥박의 정상화, 혈액순환 증진, 세균억제, 피로회복 촉진, 발육촉진, 냄새제거의 효능이 있는 것으로 보고되고 있으며, 100~300 마이크로암페어(A)의 미세전류는 요통환자의 통증완화와 기능회복에도 효과적이라는 보고가 있다.

그런데, 기존에 사용되었던 전기자극치료(EST), 경피신경전기자극치료(TENS), 고압맥동치료(HVPC) 등은 모두 전류가 밀리암페어(mA)의 단위로 자극되고 있다. 1A는 1,000mA이며 1mA는 1,000㎂이다. 따라서 1㎂는 백만분의 1A이다. 1,000㎂ 미만을 송출하는 전기치료장치를 마이크로암페어 장치라고 한다. 이러한 저전압 맥동 마이크로암페어 자극을 MENS(microcurrent electrical neuromuscular stimulation)라고도 하며 단순히 마이크로 커런트라고도 한다. 이러한 미세전류 자극기에서 사용되는 마이크로 암페어(㎂)와 일반 저주파치료기나 경피신경 전기자극치료에서 사용되는 밀리암페어(mA)와는 차이가 있다.

이와 같은 경피신경전기자극치료(TENS), 전기자극치료(EST), 고압맥동치료(HVPC) 등과 같은 저주파 자극기는 모두 전류가 밀리암페어(mA; 30mA)의 단위로 자극되고 있고, 주파수는 1~1000㎐정도이다.

따라서, 전술한 바와 같은 종래의 미세전류 자극기는 회로 구현 기술 대비 판매 가격이 높아 소비자의 구매 부담이 크고, 병원 등 고정된 장소에 설치되어 있어 휴대할 수 없기에 일반인들이 일상 생활에서 쉽게 사용할 수 없는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제2015-0135226호(공개일 : 2015년12월02일)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 미세전류를 인체에 투입하는 이온토포레시스를 통해 상처 치유와 근육통증 완화 및 피부 보호를 실현하는 미세전류 자극기에 대해 사용자의 피부에 직접 부착되는 저가의 개인용 소모성 패치(patch) 타입으로 구현하여, 슬림형이고 가벼우며, 휴대가 용이하며, 저소비, 저전력, 초 소형화를 이룰 수 있도록 하는, 전류자극을 이용한 피부 보호 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 장치는, 0.1V 내지 1.5V의 전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부에서 공급된 전원을 인체에 접촉되는 카본 전극(Carbon Electrode)을 통해 인체에 인가하는 인체 접촉부; 상기 공급된 0.1V 내지 1.5V의 전원을 미리 결정된 범위의 승압 전원으로 변경하는 컨버터부; 상기 카본 전극에 접촉된 인체에 의한 인체 저항과, 상기 변경된 승압 전원에 따른 일정한 미세 전류가 상기 카본 전극을 통해 인체에 인가되도록 내부 저항값을 제어 신호에 따라 조절하는 저항값 조절부; 상기 내부 저항값을 조절하기 위한 제어 신호를 상기 저항값 조절부에 인가하고, 상기 조절된 내부 저항값에 따라 항상 일정한 미세 전류가 인체에 인가되도록 제어하는 제어부; 및 상기 인체에 인가되는 전원의 임펄스 파형을 조절하는 임펄스 조절부를 포함한다.

여기서, 상기 인체 접촉부는, 이온성 칼륨(K+) 물질이 포함된 전도성 하이드로필릭 겔(hydrophilic gels) 형태로 인체에 접촉될 수 있다.

또한, 상기 인체 접촉부는, 상기 카본 전극이 상기 이온성 칼륨(K+) 물질을 플러스 이온 상태로 인체에 공급하는 플러스 패드(plus pad)와, 인체로부터 마이너스 전류를 수용하는 마이너스 패드(minus pad)를 포함하고, 상기 플러스 패드가 상기 마이너스 패드보다 더 큰 면적으로 전극을 형성할 수 있다.

또한, 상기 전원부로부터 전원이 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작에 따라 상기 카본 전극을 통해 인체에 공급되도록 하거나 단속하기 위한 스위칭부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 미리 결정된 범위의 승압 전원은 10V 내지 65V의 승압 전원이다.

그리고, 상기 전원부로부터 전원이 상기 카본 전극을 통해 인체에 공급되는 것을 LED 점등을 통해 표시하는 LED 표시부를 더 포함할 수 있다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 방법은, (a) 인체 접촉부가 카본 전극(Carbon Electrode)을 통해 인체에 접촉되는 단계; (b) 전원부에서 0.1V 내지 1.5V의 전원을 공급하는 단계; (c) 컨버터부에서 상기 공급된 0.1V 내지 1.5V의 전원을 미리 결정된 범위의 승압 전원으로 변경하는 단계; (d) 제어부가 상기 카본 전극에 접촉된 인체에 의한 인체 저항과, 상기 변경된 승압 전원에 따른 전원이 상기 카본 전극을 통해 인체에 인가되도록 내부 저항값을 조절하는 단계; (e) 인체 접촉부에서 상기 조절된 내부 저항값에 따라 일정한 미세 전류가 카본 전극을 통해 인체에 인가되는 단계; 및 (f) 임펄스 조절부에서 상기 인체에 인가되는 전원의 펄스 파형을 조절하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 (a) 단계에서 상기 인체 접촉부는, 이온성 칼륨(K+) 물질이 포함된 전도성 하이드로필릭 겔(hydrophilic gels) 형태로 인체에 접촉될 수 있다.

또한, 상기 (a) 단계에서 상기 인체 접촉부는, 상기 카본 전극이 플러스 패드(plus pad)와 마이너스 패드(minus pad)를 포함하고, 상기 플러스 패드를 통해 상기 이온성 칼륨(K+) 물질을 플러스 이온 상태로 인체에 공급하며, 상기 마이너스 패드를 통해 인체로부터 마이너스 전류를 수용하게 된다.

또한, 상기 (b) 단계는, 푸시(push) 버튼의 스위칭 온(ON) 동작에 따라 상기 전원부로부터 전원이 공급될 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계는, 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 LED 표시부에서 LED 점등을 통해 표시하는 과정을 포함한다.

그리고, 상기 (c) 단계에서 상기 미리 결정된 범위의 승압 전원은 10V 내지 65V의 승압 전원으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 미세전류를 인체에 투입하는 이온토포레시스를 이용해 상처 치유와 근육통증 완화 및 피부 보호를 실현할 수 있다.

또한, 미세전류 자극기가 사용자의 피부에 직접 부착되는 저가의 개인용 소모성 패치(patch) 타입이고, 슬림형이며, 가벼워 휴대가 용이하며, 저소비, 저전력, 초 소형화를 구현할 수 있다.

또한, 미세전류 자극 기능을 동시에 이용 가능함에 따라 치료 효과를 극대화 시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 피부 보호 장치를 치료용 패치로 활용할 때는 근육뭉침, 어께걸림, 목통증, 허리 근육통, 손목/무릎/발목 관절부 원적외선 찜질효과 및 통증완화, 혈액순환 촉진에 도움이 되고, 수족냉증 등 혈액순환 장애 질병의 개선 및 예방과, 운동 후 근육통, 근육뭉침 현상 해소 및 신체리듬 회복기능을 제공할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 피부 보호 장치를 미용 패치로 활용할 때는 피부의 혈액순환을 원활하게 하여 피부 노화를 지연하고, 잔주름 개선 및 여드름 치료에 도움이 되며, 미세전류를 이용하여 피부결, 바디 및 페이스 라인의 개선 및 케어 기능을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 장치의 기능 블록을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피부 보호 장치의 인체 접촉부를 패치 타입으로 구성한 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피부 보호 장치의 스위칭부 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피부 보호 장치의 LED 표시부 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피부 보호 방법에 적용하는 이온토포레시스의 작용 원리를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 장치를 인체의 얼굴에 붙여 접착하게 하는 예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 장치의 기능 블록을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 장치(100)는, 전원부(110), 컨버터부(120), 저항값 조절부(130), 정전류부(140), 제어부(150), 임펄스 조절부(160) 및 인체 접촉부(170)를 포함한다.

여기서, 전원부(110)와 컨버터부(120), 저항값 조절부(130), 정전류부(140), 제어부(150), 및 임펄스 조절부(160)는 하나의 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 회로로 구현할 수 있다.

또한, 도시하지 않았지만 컨버터부(120), 저항값 조절부(130), 정전류부(140) 사이 중 하나에 커패시터를 포함할 수 있다. 이 커패시터는 단위 시간 동안 설정된 일정량의 전류가 흐르도록 하는 기능을 수행한다.

전원부(110)는 0.1V 내지 1.5V의 전원을 공급하는 배터리로서, 소형 2차 전지를 예로 들 수 있다. 예컨대, 2차 전지는 두께, 크기, 무게 및 용도를 감안하여 플렉시블(Flexible) 타입의 페이퍼 전지나 그라핀 전지, 코인 전지 등으로도 구현할 수 있다.

컨버터부(120)는 공급된 0.1V 내지 1.5V의 전원을 미리 결정된 범위의 승압 전원, 예를 들면, 10V 내지 65V의 승압 전원으로 변경한다.

저항값 조절부(130)는 카본 전극에 접촉된 인체에 의한 인체 저항과, 변경된 승압 전원에 따른 40 내지 60 마이크로 암페어(㎂)의 미세 전류가 카본 전극을 통해 인체에 인가되도록 내부 저항값을 제어 신호에 따라 조절한다.

정전류부(140)는 조절된 내부 저항값과 인체 저항에 따라 항상 일정한 미세 전류, 예컨대, 40 마이크로 암페어(㎂)의 미세 전류가 인체 접촉부(170)를 통해 인체에 인가되게 한다.

제어부(150)는 내부 저항값을 조절하기 위한 제어 신호를 저항값 조절부(130)에 인가하고, 조절된 내부 저항값에 따라 항상 일정한 미세 전류가 인체에 인가되도록 제어한다. 또한, 제어부(150)는 인체에 인가되는 미세 전류가 펄스 파형에 따라 일정 단위로 인가되도록 임펄스 조절부(160)에 제어 신호를 인가하여 펄스 파형의 조절을 제어한다.

임펄스 조절부(160)는 제어부(150)로부터 인가된 제어 신호에 따라 인체에 인가되는 전원의 임펄스 파형을 조절한다.

인체 접촉부(170)는 전원부(110)에서 공급된 전원을 인체에 접촉되는 카본 전극(Carbon Electrode)을 통해 인체에 인가한다. 여기서, 인체 접촉부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이 인체에 접착되도록 예컨대, 몸에 붙이는 파스(Pasta) 형태로 하여 패치(Patch) 타입으로 구성할 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피부 보호 장치의 인체 접촉부를 패치 타입으로 구성한 예를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 인체 접촉부(170)를 두 개의 원형 패치로 구성하는데, 두 개의 원형 중에 더 큰 원형 패치에 플러스(+) 패드(plus pad)가 위치하도록 하고, 작은 원형 패치에 마이너스(-) 패드(minus pad)가 위치하도록 구성할 수 있다.

또한, 인체 접촉부(170)는, 카본 전극이 이온성 칼륨(K+) 물질을 플러스 이온 상태로 인체에 공급하는 플러스 패드(172)와, 인체로부터 마이너스 전류를 수용하는 마이너스 패드(174)를 포함한다. 이때, 플러스 패드(172)와 마이너스 패드(174) 모두 원형 패치 형태로 구성하고, 플러스 패드(172)가 마이너스 패드(174)보다 더 큰 면적으로 전극을 형성할 수 있다.

그리고, 인체 접촉부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이 이온성 칼륨(K+) 물질이 포함된 전도성 하이드로 겔(hydro gels) 또는 하이드로필릭 겔(hydrophilic gels)이 플러스 패드(172) 및 마이너스 패드(174)를 각각 둘러싸도록 구성할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이 전원부(110)의 전원 공급을 단속하기 위한 스위칭부(180)를 더 포함할 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피부 보호 장치의 스위칭부 구성 예를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스위칭부(180)는 예컨대, 푸시(PUSH) 버튼 방식으로 구현할 수 있으며, 전원부(110)로부터 전원이 푸시(PUSH) 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작에 따라 카본 전극(172, 174)을 통해 인체에 공급되도록 하거나 단속하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 전류자극을 피부 보호 장치(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이 내부 또는 외부에 LED 표시부(190)를 더 포함할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피부 보호 장치의 LED 표시부 구성 예를 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 LED 표시부(190)는 전원부(110)로부터 전원이 카본 전극(172, 174)을 통해 인체에 공급되는 것을 LED 점등을 통해 표시하게 된다(Turn On LED). 도 4와 같이, 컨버터부(120)와 LED 표시부(190)를 PCB 모듈(module)로 구성할 수 있다. 이 경우에 PCB 모듈은 가로와 세로 모두 예컨대, 10mm로 구현할 수 있다. 도 4의 구성에서, 스위칭부(180)에서 버튼 셀(Button Cell)에 의해 푸시 온(Push On) 되면, 전원부(110)에서 3 V 전원이 DC-DC 컨버터부(120)를 통해 10V 내지 65V의 승압 전원으로 변경되어 장치 내에 공급된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피부 보호 방법에 적용하는 이온토포레시스의 작용 원리를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이온토포레시스는 약 1,000 마이크로암페어(㎂)미만의 생체전류(40~60㎂)와 비슷한 미세 전류(Elctrical Current)를 이온토포레시스 장치(Iontophoresis Device)에서 인체의 피부 조직에 인가할 때, 약물 전극(Drug Electrode)을 통해 약물(Drug)을 이온 상태(Drug Ion)로 투입하게 된다.

여기서, 약물은 주름 펴짐이나 피부 미용 등에 사용하는 약물이나, 근육통 완화나 세포 재생, 통증 완화 등에 사용하는 약물을 포함한다. 또한, 약물은 얼굴 미용이나 피부 노화 지연, 잔주름 개선을 위한 이온성 칼륨(K+) 물질을 포함한다

이온토포레시스는 미세 전류를 이용해서 칼륨(K+) 이온을 피부 또는 점막을 통해 신체 안으로 침투시키는 방법이다. 즉, 이온토포레시스는 외부로부터 피부에 전류를 흐르게 함으로써 유도된 칼륨(K+) 이온을 흡수시키는 방법이다.

이온화 된 칼륨(K+) 이온은 전류의 극성에 따라 이동도가 큰 양이온(+)에서 캐소드 전극(-)으로 이동하고, 음이온(-)은 애노드 전극(+)으로 이동하여 정전하를 띤 약물이온(+ 또는 -)이 피부에 투여된다.

따라서, 미세 전류가 약물 전극(Drug Electrode)에서 피부 조직을 통해 반대 전극(Counter Electrode)으로 흘러갈 때 약물 이온(Drug Ion)도 함께 흘러가면서 약물 이온(Drug Ion)이 피부(Skin) 조직과 혈관 등에 투입됨으로써 약물이 인체에 흡수되도록 하는 것이다.

생체전류는 세포막을 통해 나트륨칼륨칼슘 등 양이온과 염소 등 음이온 전극을 띤 물질이 교환되면서 만들어진다. 다시 말해 신진대사 과정에서 발생하는 것으로 세포의 활성성장재생치유를 돕는 기능을 한다.

또한, 약물 전극(Drug Electrode)을 통해 약물 투입 시, 약물 전극이 양이온을 갖고, 반대 전극이 음이온을 갖도록 하여, 약물 속의 음이온은 양이온을 갖는 반대 전극(Counter Electrode)으로 이동하고 양이온은 음이온을 가지고 있는 약물 전극(Drug Electrode)으로 이동하도록 함으로써 약물의 피부 흡수를 촉진하게 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전류자극을 이용한 피부 보호 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 피부 보호 장치(100)는, 인체 접촉부(170)가 카본 전극(172, 174)을 통해 인체에 접촉된다(S610).

즉, 인체 접촉부(170)는 도 2에서 설명한 접착성 파스와 같은 패치 타입이므로, 인체의 얼굴 상에 접착되게 하되, 도 7에 도시된 바와 같이 눈 주름 개선을 위해 예컨대, 눈 바로 아래에 접착되게 할 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이온토포레시스를 이용한 피부 보호 장치를 인체의 얼굴에 붙여 접착하게 하는 예를 나타낸 도면이다. 이에 따라 인체 접촉부(170)에 있는 카본 전극의 플러스 패드(172)와 마이너스 패드(174)가 인체의 얼굴 피부에 접촉하게 된다.

이때, 인체 접촉부(170)는, 이온성 칼륨(K+) 물질이 포함된 전도성 하이드로필릭 겔(hydrophilic gels) 형태로 인체에 접촉될 수 있다.

또한, 인체 접촉부(170)는, 카본 전극이 플러스 패드(172)와 마이너스 패드(174)를 포함하고, 플러스 패드(172)를 통해 피부 미용을 위한 이온성 칼륨(K+) 물질을 플러스 이온 상태로 인체에 공급하며, 마이너스 패드(174)를 통해서는 인체로부터 마이너스 전류를 수용하게 된다.

이어, 전원부에서 0.1V 내지 1.5V의 전원을 공급한다(S620).

이때, 피부 보호 장치(100)는 스위칭부(180)에 있는 푸시(push) 버튼의 스위칭 온(ON) 동작에 따라 전원부(110)로부터 전원이 장치 내로 공급된다.

이어, 컨버터부(630)는 전원부(110)로부터 공급된 0.1V 내지 1.5V의 전원을 10V 내지 65V의 승압 전원으로 변경한다(S630).

이때, 전원부로부터 전원이 공급되면, LED 표시부(190)에서 LED 점등을 통해 전원이 공급(장치의 동작)됨을 표시할 수 있다.

이어, 제어부(150)는 카본 전극에 접촉된 인체에 의한 인체 저항과, 변경된 승압 전원에 따른 전원이 카본 전극을 통해 인체에 인가되도록 내부 저항값을 조절한다(S640).

즉, 제어부(150)는 예컨대, 인체 저항(R)이 1 KΩ이고, 승압 전압이 50 V이며, 인체에 투입되는 미세 전류가 40 ㎂인 경우에 다음 수학식1에 따라 내부 저항값(r)을 조절하게 된다.

이에, 내부 저항값(r)은 50V/0.0004A-1000Ω으로 산출하면 124 KΩ이 되므로, 제어부(150)는 저항값 조절부(130)를 통해 내부 저항값(r)이 124 KΩ이 되도록 제어하게 되는 것이다.

따라서, 제어부(150)는 내부 저항값이 124 KΩ이므로, 정전류부(140)를 통해 40 마이크로 암페어(㎂)의 미세 전류가 출력되도록 제어하고, 정전류부(140)에서는 40 마이크로 암페어(㎂)의 미세 전류를 인체 접촉부(170)로 출력한다.

이어, 인체 접촉부(170)는 조절된 내부 저항값에 따른 40 마이크로 암페어(㎂)의 미세 전류를 카본 전극을 통해 인체에 인가한다(S650).

이때, 이온토포레시스를 이용해서 직류의 미세 전류를 피부 또는 점막에 지속적으로 인가할 경우 피부에 화상, 홍반, 가려움 등의 부작용을 초래할 수 있으므로, 직류 전류의 경우 인가 시간을 15분으로 제한할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 미세 전류가 인체에 일정 간격으로 인가되도록 임펄스 조절부(160)를 통해 펄스 파형을 조절하는 것이다.

이어, 임펄스 조절부(160)는 제어부(150)의 제어에 따라 인체에 인가되는 전원의 펄스 파형을 조절한다(S660).

즉, 직류의 미세 전류를 인체에 인가함에 따라 피부에 하전된 전하들이 축적되어 분극화가 일어나며, 이를 극복하기 위해 펄스 전류를 사용할 경우 펄스 시간비에 따른 축적된 전하의 방전이 가능하기 때문에 인가된 전류의 펄스 파형을 조절하는 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 미세전류를 인체에 투입하는 이온토포레시스를 통해 상처 치유와 근육통증 완화 및 피부 보호를 실현하는 미세전류 자극기에 대해 사용자의 피부에 직접 부착되는 저가의 개인용 소모성 패치(patch) 타입으로 구현하여, 슬림형이고 가벼우며, 휴대가 용이하며, 저소비, 저전력, 초 소형화를 이룰 수 있도록 하는, 전류자극을 이용한 피부 보호팩 장치 및 그 방법을 실현할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 피부 보호 장치 110 : 전원부
120 : 컨버터부 130 : 저항값 조절부
140 : 정전류부 150 : 제어부
160 : 임펄스 조절부 170 : 인체 접촉부
180 : 스위칭부 190 : LED 표시부

Claims

0.1V 내지 1.5V의 전원을 공급하는 전원부;
상기 전원부에서 공급된 전원을 인체에 접촉되는 카본 전극(Carbon Electrode)을 통해 인체에 인가하는 인체 접촉부;
상기 공급된 0.1V 내지 1.5V의 전원을 미리 결정된 범위의 승압 전원으로 변경하는 컨버터부;
상기 카본 전극에 접촉된 인체에 의한 인체 저항과, 상기 변경된 승압 전원에 따른 일정한 미세 전류가 상기 카본 전극을 통해 인체에 인가되도록 내부 저항값을 제어 신호에 따라 조절하는 저항값 조절부;
상기 내부 저항값을 조절하기 위한 제어 신호를 상기 저항값 조절부에 인가하고, 상기 조절된 내부 저항값에 따라 항상 일정한 미세 전류가 인체에 인가되도록 제어하는 제어부; 및
상기 인체에 인가되는 전원의 임펄스 파형을 상기 제어부의 제어에 따라 조절하는 임펄스 조절부;
를 포함하는, 전류자극을 이용한 피부 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 인체 접촉부는, 이온성 칼륨(K+) 물질이 포함된 전도성 하이드로필릭 겔(hydrophilic gels) 형태로 인체에 접촉되는, 전류자극을 이용한 피부 보호 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 인체 접촉부는, 상기 카본 전극이 상기 이온성 칼륨(K+) 물질을 플러스 이온 상태로 인체에 공급하는 플러스 패드(plus pad)와, 인체로부터 마이너스 전류를 수용하는 마이너스 패드(minus pad)를 포함하고, 상기 플러스 패드가 상기 마이너스 패드보다 더 큰 면적으로 전극을 형성하는, 전류자극을 이용한 피부 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전원부로부터 전원이 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작에 따라 상기 카본 전극을 통해 인체에 공급되도록 하거나 단속하기 위한 스위칭부;
를 더 포함하는 전류자극을 이용한 피부 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전원부로부터 전원이 상기 카본 전극을 통해 인체에 공급되는 것을 LED 점등을 통해 표시하는 LED 표시부;
를 더 포함하는 전류자극을 이용한 피부 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 범위의 승압 전원은 10V 내지 65V의 승압 전원인 전류자극을 이용한 피부 보호 장치.
(a) 인체 접촉부가 카본 전극(Carbon Electrode)을 통해 인체에 접촉되는 단계;
(b) 전원부에서 0.1V 내지 1.5V의 전원을 공급하는 단계;
(c) 컨버터부에서 상기 공급된 0.1V 내지 1.5V의 전원을 10V 내지 65V의 승압 전원으로 변경하는 단계;
(d) 제어부가 상기 카본 전극에 접촉된 인체에 의한 인체 저항과, 상기 변경된 승압 전원에 따른 전원이 상기 카본 전극을 통해 인체에 인가되도록 내부 저항값을 조절하는 단계;
(e) 인체 접촉부에서 상기 조절된 내부 저항값에 따라 일정한 미세 전류가 카본 전극을 통해 인체에 인가되는 단계; 및
(f) 임펄스 조절부에서 상기 인체에 인가되는 전원의 임펄스 파형을 조절하는 단계;
를 포함하는, 전류자극을 이용한 피부 보호 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 상기 인체 접촉부는, 이온성 칼륨(K+) 물질이 포함된 전도성 하이드로필릭 겔(hydrophilic gels) 형태로 인체에 접촉되는, 전류자극을 이용한 피부 보호 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 상기 인체 접촉부는, 상기 카본 전극이 플러스 패드(plus pad)와 마이너스 패드(minus pad)를 포함하고, 상기 플러스 패드를 통해 상기 이온성 칼륨(K+) 물질을 플러스 이온 상태로 인체에 공급하며, 상기 마이너스 패드를 통해 인체로부터 마이너스 전류를 수용하는, 전류자극을 이용한 피부 보호 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 푸시(push) 버튼의 스위칭 온(ON) 동작에 따라 상기 전원부로부터 전원이 공급되는, 전류자극을 이용한 피부 보호 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 LED 표시부에서 LED 점등을 통해 표시하는 과정을 포함하는, 전류자극을 이용한 피부 보호 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 미리 결정된 범위의 승압 전원은 10V 내지 65V의 승압 전원인 전류자극을 이용한 피부 보호 방법.