KR20190005478A - 마이크로니들 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로니들 디바이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로니들이 플레이트의 일면에서 사선으로 경사지게 돌출 형성되는데, 상기 마이크로니들 디바이스의 회전방향으로 경사지게 형성됨으로써, 기존의 수직방향으로 힘을 가해 마이크로니들을 피부에 적용하는 방식이 아닌 회전방향으로 힘을 가해 마이크로니들이 원활하게 피부를 뚫을 수 있어 사용이 편리하고, 환자에게 고통이 덜 전달되어 약물의 투여와 혈액 등 생체시료의 채취가 수월하여 작업시간이 단축되는 특징이 있다.

Description

마이크로니들 디바이스{Microneedle device}

본 발명은 마이크로니들 디바이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로니들이 플레이트의 일면에서 사선으로 경사지게 돌출 형성되는데, 상기 마이크로니들 디바이스의 회전방향으로 경사지게 형성됨으로써, 기존의 수직방향으로 힘을 가해 마이크로니들을 피부에 적용하는 방식이 아닌 회전방향으로 힘을 가해 마이크로니들이 원활하게 피부를 뚫을 수 있어 사용이 편리하고, 환자에게 고통이 덜 전달되어 약물의 투여와 혈액 등 생체시료의 채취가 수월하여 작업시간이 단축되는 마이크로니들 디바이스에 관한 것이다.

피부를 통하여 쉽게 흡수될 수 있는 소분자형 친지성 약물의 투여에 경피 패치가 오랫동안 사용되어 왔다. 이러한 비-침습적 전달 경로는 경구 전달과 비양립적인 많은 약물의 투여에 유리하며, 그 이유는 이것이 전신 순환계 내로의 약물의 직접적 흡수를 허용하여 많은 약물의 생체이용률을 극적으로 감소시킬 수 있는 소화 및 간문맥계 둘 모두를 우회하게 되기 때문이다. 또한 피내 전달은 환자의 불편함, 니들에 대한 걱정, 투여하는 이에 대해 우연한 상해의 위험, 및 예리한 것을 처리하는 것을 둘러싼 쟁점을 많이 감소시킴으로써 피하 주사와 관련된 난제들 중 많은 것을 극복한다.

이들 많은 이점에도 불구하고, 약물의 경피 전달은 피부를 통한 흡수와 양립가능한 분자 부류에 한정된다. 소분자형 염 및 치료 단백질의 전달은 전형적으로 전통적인 경피 전달에 의해서는 실행 가능하지 않으며, 그 이유는 피부가 심지어 경피흡수촉진제의 존재 하에서도 이들 분자에 대한 효과적인 보호 장벽을 제공하기 때문이다.

마이크로니들(마이크로블레이드를 포함함) 약물 전달 기구가 매우 다양한 디자인 및 재료를 기반으로 하여 제안되었다. 일부는 중실, 예를 들어 약물이 그 위에 코팅된 것이며; 다른 것은 중공, 예를 들어 약물이 저장부(reservoir)로부터 전달되는 것이다. 일부는 금속으로 만들어지며, 반면에 기타의 것은 규소 재료로부터 에칭되고, 또 다른 것은 플라스틱, 예를 들어 폴리카르보네이트로 만들어진다.

또한 마이크로니들의 수, 크기, 형상 및 배열이 상당히 다양하다. 일부는 단일한 니들을 갖는 반면, 다른 것, 특히 중실 마이크로니들은 어레이당 수백개의 니들을 갖는다. 대부분은 크기가 100 마이크로미터 내지 2 ㎜ 범위이다.

그리고, 일반적으로 마이크로니들을 이용한 피부투과 약물전달방법은 약물의 전달 양과 속도를 조절할 수 있을 뿐 아니라 경구 투여에서 발생하는 간초회통과를 피할 수 있고 백신, 펩티드, 단백질 등 분자량이 큰 바이오 약물을 피부로 전달할 수 있는 장점이 있다.

그러나 피부는 점탄성 층으로 구성되어 있기 때문에 마이크로니들을 손으로 적용할 경우 일명 "못침대 현상(bed of nails phenomenon)"에 의해 피부의 형태가 변형되어 마이크로니들이 효과적으로 피부를 뚫고 삽입되기 쉽지 않고 따라서 기계적 힘을 기반으로 하는 기기들을 사용하거나 진동 장치를 사용하여 마이크로니들을 피부에 삽입한다. 하지만 기기나 장치를 사용해 마이크로니들을 피부에 적용할 경우 추가적인 비용의 증가나 사용방법에 대한 전문성 필요 등 어려움이 따른다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0007615호

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

마이크로니들이 플레이트의 일면에서 사선으로 경사지게 돌출 형성되는데, 상기 마이크로니들 디바이스의 회전방향으로 경사지게 형성됨으로써, 기존의 수직방향으로 힘을 가해 마이크로니들을 피부에 적용하는 방식이 아닌 회전방향으로 힘을 가해 마이크로니들이 원활하게 피부를 뚫을 수 있어 사용이 편리하고, 환자에게 고통이 덜 전달되어 약물의 투여와 혈액 등 생체시료의 채취가 수월하여 작업시간이 단축되는 마이크로니들 디바이스를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 피부에 투과되어 약물을 투여하거나 혈액의 생체시료를 채취하는 마이크로니들 디바이스에 있어서,

상기 마이크로니들 디바이스의 일면에 소정각도의 사선방향으로 형성되어 피부 속에 직접적으로 삽입되고, 상기 피부 속에 삽입된 상태에서 약물이 투과되거나 혈액의 생체시료가 채취되는 마이크로니들;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 마이크로니들 디바이스는 마이크로니들이 피부에 수월하게 투과되도록 회전축을 중심으로 회전되면서 피부측으로 구동되거나 마이크로니들(20)의 사선방향으로 구동되어 피부에 투과되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 마이크로니들은 비용해성(non-dissolving), 용해성(dissolving), 중공성(hollow), 혹은 다공성(porous)인 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 마이크로니들은 두 개 이상이 상호 이격되어 형성되되, 플레이트의 평면상 회전축을 중심으로 형성되는 형태이며, 상기 마이크로니들 디바이스의 회전방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 마이크로니들은 두 개 이상이 상호 이격되어 형성되되, 플레이트의 평면상 플레이트의 중앙부측으로 회전축을 중심으로 나선형 형태로 형성되고, 상기 마이크로니들 디바이스의 회전방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 마이크로니들의 경사각은 0°< θ < 90°또는 0°< θ < 270°에 해당되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 마이크로니들 디바이스는 마이크로니들이 플레이트의 일면에서 사선으로 경사지게 돌출 형성되는데, 상기 마이크로니들 디바이스의 회전방향으로 경사지게 형성됨으로써, 기존의 수직방향으로 힘을 가해 마이크로니들을 피부에 적용하는 방식이 아닌 회전방향으로 힘을 가해 마이크로니들이 원활하게 피부를 뚫을 수 있어 사용이 편리하고, 환자에게 고통이 덜 전달되어 약물의 투여와 혈액 등 생체시료의 채취가 수월하여 작업시간이 단축되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 디바이스를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 디바이스를 나타낸 정면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 디바이스를 나타낸 평면도이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 디바이스를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 디바이스를 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 디바이스를 나타낸 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 마이크로니들 디바이스(30)는 패치제 방식으로 피부를 투과하여 약물을 투여하거나 혈액 등 생체시료를 채취하는 마이크로니들 디바이스(30)로써, 플레이트(10)와, 마이크로니들(20)로 구성된다.

상기 플레이트(10)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 원판형, 정사각판형 등 다양한 형태로 형성되는데, 일면에는 마이크로니들(20)이 돌출 형성되고, 타측면에는 사용자가 손쉽게 사용하기 편리하도록 고리, 돌기 등의 연결장치(미도시)가 더 형성된다.

여기서, 본 발명은 플레이트(10)처럼 하드한 재질 이외에 팻치, 마스크 팩 등의 연질 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 팻치, 마스크 팩의 일면에 마이크로니들(20)이 형성된다.

상기 마이크로니들(20)은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 사각뿔, 삼각뿔, 원뿔 등 다양한 형태로 플레이트(10)의 일면에 돌출 형성되는데, 상기 마이크로니들(20)은 사선으로 경사지게 형성되어 피부 속에 직접적으로 삽입되고, 상기 피부 속에 삽입된 상태에서 약물이 투과된다.

여기서, 상기 마이크로니들(20)은 크게 네 가지 방법으로 약물이 전달된다.

1) 마이크로니들(20)을 피부에 적용하여 구멍을 뚫고 마이크로니들(20)을 빼낸 부위에 약물을 적용하여 약물이 그 구멍을 통해 확산되면서 스며들게 하는 고체형 마이크로니들(20) 방식.

2) 마이크로니들(20) 표면위에 전달하고자하는 약물을 코팅하여 코팅된 마이크로니들(20)을 피부에 적용하여 코팅된 약물이 피부안에서 용해되어 전달되는 방식.

3) 피부안에서 녹을 수 있는 수용성 또는 생분해성 고분자같은 물질과 전달하고자하는 약물을 함께 마이크로니들(20)로 제조하는 용해성 마이크로니들(20) 방식.

4) 구멍이 뚫린 마이크로니들(20)로 속이 비어 있어 액체상태의 약물이 가해지는 압력에 의해 피부안으로 전달되는 방식.

혈액 등 생체시료의 채취를 위해서는 이 중 4)의 구멍이 뚫린 마이크로니들이나 다공성의 마이크로니들이 사용될 수 있다.

그리고, 본 발명의 마이크로니들 디바이스(30)는 마이크로니들(20)이 피부에 투과(피부를 뚫고 삽입)시, 일측방향으로 회전되기에 상기 마이크로니들(20)은 마이크로니들 디바이스(30)의 회전방향으로 경사지게 형성되거나, 상기 마이크로니들(20)의 사선방향으로 구동되어 피부에 투과된다. 즉, 상기 마이크로니들 디바이스(30)는 피부에 마이크로니들(20)의 경사방향으로 회전되면서 투과되거나 마이크로니들(20)의 경사방향으로 직선운동으로 투과되는 등 다양한 방식으로 피부에 투과된다.

또한, 상기 마이크로니들(20)은 플레이트(10)의 일면에 두 개 이상이 상호 이격되어 돌출 형성되되, 플레이트(10)의 평면상 회전축을 중심으로 형성된다. 즉, 상기 마이크로니들(20)은 일렬로 두 개 이상이 상호 이격되어 형성되는데, 그 형태가 회전축을 중심으로 배치되는 것이다.

반면, 다른 실시예로써, 상기 마이크로니들(20)은 두 개 이상이 상호 이격되어 형성되는 것은 동일하지만, 플레이트(10)의 평면상 플레이트(10)의 중앙부측으로 회전축을 중심으로 나선형 형태로 형성된다.

이렇게, 상기 마이크로니들(20)은 다양한 형태로 형성되어 마이크로니들 디바이스(30)의 회전방향으로 경사지게 형성되는데, 상기 마이크로니들(20)의 경사각도는 0°< θ < 90°에 해당된다.

여기서, 상기 마이크로니들(20)의 각도는 다양한 실시예가 형성되는데, 마이크로니들(20)의 전체가 동일한 각도 즉, 플레이트(10)로부터 80°, 70°, 60°, 50°등 하나의 각도로 통일되던가, 최외측에 형성된 마이크로니들(20)은 80°이고, 플레이트(10) 중앙측으로 들어갈수록 70°- 60°- 50°로 각각 형성되거나 그 반대의 형태인 0°(또는 360°) < θ < 270°로 형성되는 방식 등 다양한 방식으로 제작 및 설계 변경이 가능하다.

또한, 각각의 기울어진 마이크로니들은 그 길이가 서로 달라서 목적에 따라 마이크로니들이 삽입되는 정도를 다르게 하도록 제작 및 설계 변경이 가능하다.

한편, 상기 마이크로니들(20)의 일면에는 약물이 투여되거나 혈액 등 생체시료의 채취가 가능하도록 관통홀(미도시)이 형성되고, 상기 관통홀은 플레이트의 일측면까지 관통되어 외부에서 별도로 약물이 공급되거나 혈액 등 생체시료가 채취될 수 있다.

10 : 플레이트 20 : 마이크로니들
30 : 마이크로니들 디바이스

Claims (3)

1. 피부에 투과되어 약물을 투여하거나 혈액의 생체시료를 채취하는 마이크로니들 디바이스(30)에 있어서,
   상기 마이크로니들 디바이스(30)의 일면에 소정각도의 사선방향으로 형성되어 피부 속에 직접적으로 삽입되고, 상기 피부 속에 삽입된 상태에서 약물이 투과되거나 혈액의 생체시료가 채취되는 마이크로니들(20);
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 마이크로니들 디바이스(30)는 마이크로니들(20)이 피부에 수월하게 투과되도록 회전축을 중심으로 회전되면서 피부측으로 구동되거나 마이크로니들(20)의 사선방향으로 구동되어 피부에 투과되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 마이크로니들(20)의 경사각은 0°< θ < 90°또는 0°< θ < 270°에 해당되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 디바이스.

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