KR20200082031A - 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템을 개시한다. 본 발명은 마이크로 니들 패치의 약물 주입시기를 조명장치와 양자점 필터를 이용하여 선택적으로 제어할 수 있다.

Description

마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템{SYSTEM FOR INJECTING DRUG OF MICRO NEEDLE PATCH}

본 발명은 마이크로 니들 약물 주입 시스템에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 마이크로 니들 패치의 약물 주입시기를 조명장치와 양자점 필터를 이용하여 선택적으로 제어하는 것이 가능한 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템에 관한 것이다.

인체에 적용되는 의약들의 효과적인 약물 전달을 위한 방법으로서, 피하 주사 바늘을 통해 의약을 액상 형태로 주입하는 방식이 널리 적용되고 있다.

그러나, 수 mm 내외의 직경을 갖는 피하 주사 바늘은 피부에 존재하는 다수의 통점을 자극하여 환자에게 통증을 줄 수 있으며, 이의 사용을 위해서는 고도의 숙련을 요구하는 문제점이 있다.

최근에는, 피하 주사 바늘이 갖는 상기 단점들을 극복하기 위해 직경과 높이가 수십 또는 수백 ㎛에 불과한 마이크로 니들 장치를 이용한 약물의 경피 전달 방법이 활발하게 연구되고 있다.

도 1은 일반적인 마이크로 니들을 이용한 약물 전달과정을 나타낸 예시도로서, 마이크로 니들 패치(10)는 경피 약물 전달의 주요 장벽층인 피부의 각질층(stratum corneum layer)을 뚫는 다수의 마이크로 니들을 이용하여 수피부를 관통하는 수 많은 채널들을 한꺼번에 형성한다.

상기 채널들을 통하여, 충분한 양의 약물이 표피층(epidermislayer, 20) 또는 진피층(dermis layer, 30)에 도달될 수 있으며, 이후, 약물은 혈관과 임파선을 통해 흡수되어 인체의 순환 시스템 내로 주입된다.

그러나, 경피형 약물 전달 패치는 일반적으로 패치에 포함된 약물이 확산을 통해 체내로 전달하는데, 피부의 최외각에 존재하는 각질층으로 인해 확산율이 감소하여 상대적으로 낮은 약물의 투과율을 보인다.

또한, 여러 피부 층을 통해 전달되기 때문에 환자의 요구에 따라 즉각적인 약물의 투여가 어렵고, 마이크로 니들 패치를 착용한 동안에는 약물이 지속적으로 주입되어 특정 시간에 약물이 선택적으로 주입되도록 제어할 수 없는 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 등록번호 제10-1030752호(발명의 명칭: 유체 전달을 조절할 수 있는 마이크로 니들 유닛)

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 마이크로 니들 패치의 약물 주입시기를 조명장치와 양자점 필터를 이용하여 선택적으로 제어하는 것이 가능한 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 마이크로 니들 패칭의 약물 주입 시스템으로서, 피부에 부착되고, 미리 설정된 특정 파장의 빛이 입사되면 온(ON)되어 내재된 약물이 상기 피부에 주입되도록 마이크로 니들을 동작하는 약물 주입부; 및 상기 약물 주입부로 특정 파장의 빛을 조사하는 조명부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 약물 주입부는 미리 설정된 특정 파장의 빛이 입사되도록 필터링하는 양자점 필터부; 상기 양자점 필터부를 통과한 빛에 반응하여 스위칭 온 신호를 출력하는 스위칭부; 상기 스위칭 온 신호가 입력되면, 약물 제어부로 동작 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부의 동작 제어신호에 따라 내재된 약물이 피부에 주입되도록 마이크로 니들을 동작하는 약물 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 양자점 필터부는 나노 크기의 반도체 물질을 구비한 박막의 필름으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 약물 제어부는 임의의 약물을 저장한 제1 챔버; 연결관을 통해 상기 제1 챔버와 연결되고, 상기 연결관을 통해 공급되는 약물이 피부에 주입되도록 마이크로 니들이 설치된 제2 챔버; 상기 제1 챔버에 저장된 약물이 제2 챔버로 공급되도록 가압하는 제1 가압부; 상기 제2 챔버에 설치된 마이크로 니들이 피부와 접촉하도록 가압하는 제2 가압부; 및 상기 피부와 접촉하여 제2 챔버에 공급된 약물이 상기 피부에 주입되도록 하는 마이크로 니들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 약물 제어부는 상기 연결관에 설치되어 제2 챔버로 공급된 약물이 제1 챔버로 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 마이크로 니들 패치의 약물 주입시기를 조명장치와 양자점 필터를 이용하여 선택적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 특정 파장의 빛을 이용하여 약물의 주입시기를 제어함으로써, 약물의 오남용을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 IoT 제품화를 위해 전기적 센서가 아닌 광학적 센서에 대한 정확성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 마이크로 니들을 이용한 약물 전달과정을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템의 약물 제어부 구조를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템의 약물 제어부 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템은 약물 주입부(100)와 조명부(200)를 포함하여 구성된다.

상기 약물 주입부(100)는 피부(300)에 부착되고, 미리 설정된 특정 파장의 빛이 입사되면 온(ON)되어 내재된 약물(160)이 상기 피부(300)에 주입되도록 마이크로 니들(150)을 동작하는 구성으로서, 양자점 필터부(110)와, 스위칭부(120)와, 제어부(130)와, 약물 제어부(140)와, 마이크로 니들(150)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 약물 주입부(100)는 주입 대상 약물(160)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 양자점 필터부(110)는 미리 설정된 특정 파장의 빛이 입사되도록 필터링하는 구성으로서, 나노 크기의 반도체 물질로 이루어진 양자점 소재를 구비한 박막의 필름으로 이루어진다.

양자점 소재는 나노 단위로 작게할 경우 양자화 되는 현상을 이용하여 발생하는 파장에 대해 특정 파장만 도출하거나 입사시킬 수 있도록 구성할 수 있고, 이러한 양자점 소재의 특성을 이용하여 특정 파장을 갖는 외부의 광학적 자극에 대해 선택적 동작이 이루어질 수 있다.

상기 스위칭부(120)는 양자점 필터부(110)를 통과한 빛에 반응하여 스위칭 온 신호를 출력한다.

상기 제어부(130)는 스위칭부(120)에서 스위칭 온 신호가 입력되면, 약물 제어부(140)가 동작하도록 동작 제어신호를 출력한다.

즉, 상기 제어부(130)는 약물 제어부(140)에 내재된 약물(160) 마이크로 니들(150)를 통해 피부(300)에 주입되도록 동작 제어신호를 출력한다.

상기 약물 제어부(140)는 제어부(130)의 동작 제어신호에 따라 내재된 약물(160)이 피부(300)에 주입되도록 마이크로 니들(150)을 동작하는 구성으로서, 제1 챔버(141)와, 제2 챔버(142)와, 제1 가압부(143)와, 제2 가압부(144)와, 연결관(145)과, 마이크로 니들(150)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 챔버(141)는 피부(300)로 주입될 임의의 약물(160)을 저장하는 구성으로서, 내부에 수납공간이 형성된다.

또한, 상기 제1 챔버(141)는 가압력이 제공되면, 외부 형상의 변형을 통해 내재된 약물(160)이 이동할 수 있도록 플렉서블한 재질로 구성될 수도 있다.

상기 제2 침버(142)는 내부에 수납공간이 형성되고, 연결관(145)을 통해 제1 챔버(141)와 연결된다.

또한, 상기 제2 챔버(142)에는 연결관(145)을 통해 제1 챔버(141)로부터 공급된 약물(160)이 피부(300)에 주입될 수 있도록 마이크로 니들(150)이 설치된다.

상기 제1 가압부(143)는 제1 챔버(141)에 설치되고, 상기 제1 챔버(141)에 저장된 약물(160)이 연결관(145)을 통해 제2 챔버(142)로 공급되도록 상기 제1 챔버(141)를 가압하는 구성으로서, 제어부(130)로부터 출력되는 동작 제어신호를 통해 동작하고, 바람직하게는 전기 신호에 의해 펌핑 동작을 수행하는 액추에이터로 이루어진다.

상기 제2 가압부(144)는 제2 챔버(142)에 설치되고, 상기 제2 챔버(142)에 설치된 마이크로 니들(150)이 피부(300)와 접촉하도록 상기 마이크로 니들(150)의 상/하방향 이동을 제어한다.

즉, 상기 제2 가압부(144)는 제1 챔버(141)로부터 공급된 약물(160)이 제2 챔버(142)에 채워지면, 제어부(130)로부터 출력되는 동작 제어신호를 통해 동작하여 마이크로 니들(150)이 피부(300)와 접촉되도록 한다.

이때, 상기 제2 가압부(144)는 마이크로 니들(150)과 피부(300)의 접촉이 유지되도록 가압 상태를 유지한다.

또한, 상기 제2 가압부(144)는 일정 시간 경과후, 제어부(130)로부터 출력되는 동작 제어신호를 통해 마이크로 니들(150)이 피부(300)와 접촉된 상태에서 분리되도록 동작한다.

한편, 상기 약물 제어부(140)는 제1 챔버(141)와 제2 챔버(142)를 연결하여 약물(160)이 이동되도록 안내하는 연결관(145)에 설치되어 제1 챔버(141)로부터 제2 챔버(142)로 공급된 약물이 연결관(145)을 통해 상기 제1 챔버(141)로 역류되는 것이 방지될 수 있도록 체크 밸브(146)를 구성할 수도 있다.

즉, 상기 제1 챔버(141)의 이완으로 발생하는 압력이나, 마이크로 니들(150)의 동작과정에 제2 챔버(142)의 내부에 발생하는 압력으로 인해 상기 제2 챔버(142)로 공급된 약물(160)의 역류를 방지함으로써, 제1 챔버(141)로부터 일정량의 약물(160)이 제2 챔버(142)로 정확하게 공급되어 피부(300)에 주입될 수 있도록 한다.

상기 마이크로 니들(150)은 제2 챔버(142)에 상/하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 제2 가압부(144)의 동작을 통해 이동하여 피부(300)와 접촉함으로써, 상기 제2 챔버(142)에 공급된 약물(160)이 상기 피부(300)에 주입되도록 한다.

또한, 상기 마이크로 니들(150)은 제2 가압부(144)의 동작을 통해 이동하여 피부(300)로부터 분리된다.

상기 조명부(200)는 약물 주입부(100) 주변의 임의의 위치에 설치되고, 상기 약물 주입부(100)의 동작을 위해 특정 파장의 빛을 조사한다.

또한, 상기 조명부(200)는 건물에 설치되어 적외선, 가시광선 등을 발광하는 조명장치에 특정 파장을 발광하는 광원으로 설치될 수도 있다.

또한, 상기 조명부(200)는 네트워크를 통해 건물의 조명을 제어하는 조명 제어시스템과 연결될 수 있고, 상기 조명 제어시스템으로부터 임의의 시간에 출력되는 제어신호를 통해 온 되어 특정 파장의 빛을 조사하도록 구성될 수 있다.

따라서, 마이크로 니들 패치의 약물 주입시기를 조명장치와 양자점 필터를 이용하여 선택적으로 제어할 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

100 : 약물 주입부
110 : 양자점 필터부
120 : 스위칭부
130 : 제어부
140 : 약물 제어부
141 : 제1 챔버
142 : 제2 챔버
143 : 제1 가압부
144 : 제2 가압부
145 : 연결관
146 : 체크 밸브
150 : 마이크로 니들
160 : 약물
200 : 조명부
300 : 피부

Claims (5)

1. 피부(300)에 부착되고, 미리 설정된 특정 파장의 빛이 입사되면 온(ON)되어 내재된 약물(160)이 상기 피부(300)에 주입되도록 마이크로 니들(150)을 동작하는 약물 주입부(100); 및
   상기 약물 주입부(100)로 특정 파장의 빛을 조사하는 조명부(200)를 포함하는 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 약물 주입부(100)는 미리 설정된 특정 파장의 빛이 입사되도록 필터링하는 양자점 필터부(110);
   상기 양자점 필터부(110)를 통과한 빛에 반응하여 스위칭 온 신호를 출력하는 스위칭부(120);
   상기 스위칭 온 신호가 입력되면, 약물 제어부(140)로 동작 제어신호를 출력하는 제어부(130); 및
   상기 제어부(130)의 동작 제어신호에 따라 내재된 약물(160)이 피부(300)에 주입되도록 마이크로 니들(150)을 동작하는 약물 제어부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 양자점 필터부(110)는 나노 크기의 반도체 물질을 구비한 박막의 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 약물 제어부(140)는 임의의 약물(160)을 저장한 제1 챔버(141);
   연결관(145)을 통해 상기 제1 챔버(141)와 연결되고, 상기 연결관(145)을 통해 공급되는 약물(160)이 피부(300)에 주입되도록 마이크로 니들(150)이 설치된 제2 챔버(142);
   상기 제1 챔버(141)에 저장된 약물(160)이 제2 챔버(142)로 공급되도록 가압하는 제1 가압부(143);
   상기 제2 챔버(142)에 설치된 마이크로 니들(150)이 피부(300)와 접촉하도록 가압하는 제2 가압부(144); 및
   상기 피부(300)와 접촉하여 제2 챔버(142)에 공급된 약물(160)이 상기 피부(300)에 주입되도록 하는 마이크로 니들(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 패치의 약물 주입 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 약물 제어부(140)는 상기 연결관(145)에 설치되어 제2 챔버(142)로 공급된 약물이 제1 챔버(141)로 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브(146)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 패칭의 약물 주입 시스템.

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