KR20190070201A - Self activated implantable drug supply device - Google Patents

Self activated implantable drug supply device Download PDF

Info

Publication number
KR20190070201A
KR20190070201A KR1020170170796A KR20170170796A KR20190070201A KR 20190070201 A KR20190070201 A KR 20190070201A KR 1020170170796 A KR1020170170796 A KR 1020170170796A KR 20170170796 A KR20170170796 A KR 20170170796A KR 20190070201 A KR20190070201 A KR 20190070201A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic
drug
ferromagnetic
drug chamber
self
Prior art date
Application number
KR1020170170796A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이동건
Original Assignee
한국산업기술대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국산업기술대학교산학협력단 filed Critical 한국산업기술대학교산학협력단
Priority to KR1020170170796A priority Critical patent/KR20190070201A/en
Publication of KR20190070201A publication Critical patent/KR20190070201A/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14244—Pressure infusion, e.g. using pumps adapted to be carried by the patient, e.g. portable on the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16877—Adjusting flow; Devices for setting a flow rate
    • A61M5/16881—Regulating valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M2005/14208—Pressure infusion, e.g. using pumps with a programmable infusion control system, characterised by the infusion program
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8275—Mechanical
    • A61M2205/8287—Mechanical operated by an external magnetic or electromagnetic field

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

The present invention relates to a self-driven device for chemical injection in a human body, comprising: a magnetic material; a drug chamber formed to face the magnetic material; and an elastic portion formed between the magnetic material and the drug chamber. The elastic portion includes a non-magnetic elastic body and a ferromagnetic body attached to the non-magnetic elastic body. In the high magnetic state of the ferromagnetic body, the ferromagnetic body is in contact with the magnetic material. The ferromagnetic body is brought into contact with the drug chamber by restoring force of the non-magnetic elastic body in the low magnetic state of the ferromagnetic body as the magnetic force of the ferromagnetic body decreases.

Description

자가구동 체내 약물주입 장치{SELF ACTIVATED IMPLANTABLE DRUG SUPPLY DEVICE}[0001] SELF ACTIVATED IMPLANTABLE DRUG SUPPLY DEVICE [0002]

본 발명은 자가구동 체내 약물주입 장치에 관한 것으로서, 인체열 및 스마트 소재를 기반으로 하고 자기력 및 탄성력을 이용하여 자가구동하는 특징을 가지는 약물주입 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a self-actuated drug injection device, and more particularly, to a drug injection device based on a human body heat and smart material and self-driving using magnetic force and elastic force.

최근 가장 급격히 증가하고 있는 성인병 중 대표적인 질환으로 당뇨병이 있다. 당뇨병은, 평생에 걸쳐 지속적 관리가 필요한 만성질환이다. 2035년이 되면 세계적으로 당뇨병 환자는 6억명에 근접할 것으로 예측되고 있다. 이에 따라, 당뇨병은 점차 고령화가 진행되고 있는 현대 사회에서 해결해야 할 중요한 문제로 대두되고 있으며, 의료 분야의 최우선 당면 과제 중 하나이다.  Diabetes mellitus is one of the most rapidly growing adult diseases. Diabetes is a chronic disease that requires continuous care throughout the lifespan. By 2035, the number of people with diabetes is expected to approach 600 million worldwide. As a result, diabetes is becoming an important issue to be solved in modern society, which is becoming increasingly aging, and it is one of the most urgent tasks in medical field.

당뇨병은 혈액 속에 당이 높아져서 생긴 병으로, 핼액 속의 당을 조절하는 데 꼭 필요한 호르몬인 인슐린의 부족을 원인으로 보고 있다. 인슐린 치료를 위해서, 언제 어디서나 주입 가능하며, 주입시점, 주입량을 본인이 조절 가능하게 디자인된 인슐린 주입 펌프 방식의 인슐린 주입 장치가 최근 개발되어 이용되고 있다. Diabetes is a disease caused by a rise in sugar in the blood, which is caused by a lack of insulin, a hormone that is essential for controlling sugar in the blood. An insulin infusion pump-type insulin infusion device, which can be injected anytime and anywhere for the purpose of insulin therapy, is designed and designed so that the infusion timing and the infusion amount can be adjusted by the patient.

인슐린 주입 펌프 방식은 일회용 주사의 불편을 해소할 수 있는 대안으로서, 체내에서 정상인이 자연스럽게 분비하는 인슐린의 양과 거의 흡사한 정도의 혈중 농도를 유지하게끔 하여 당뇨병 환자의 혈당을 정상에 가깝게 조절할 수 있어야 한다. 즉, 적은 양의 인슐린을 지속적으로 체내에 투여할 수 있어야 하며 동시에 미미한 인슐린 투여량을 조절할 수 있어야 한다. The insulin infusion pump method should be able to control the blood sugar level of the diabetic patients close to the normal level by maintaining the blood concentration which is almost similar to the amount of insulin naturally secreted by the normal person in the body as an alternative to discomfort of the disposable injection . That is, a small amount of insulin should be continuously administered into the body, and at the same time, a small insulin dose should be controlled.

당뇨병 환자에게 인슐린을 24시간 계속적으로 체내에 투여할 수 있도록 하기 위해서는 미소 투여량을 정확히 조절할 수 있는 기능이 필요하다. 또한, 일상 생활에서 상시 사용하기 위하여 슬림한 착용 형태의 기기 또는 체내 삽입형으로 적용가능한 인슐린 펌프에 대한 필요성이 대두되어 왔다. 이와 같은 의료 바이오 소형화에 대한 관심과 개발 필요성이 높아짐에 따라 메디컬 멤스 기술 분야는 더욱 활성화 되었으며, 이로 인해, 지난 20년 동안 수많은 마이크로 펌프 연구자들은 다양한 접근방식을 발표해 왔다. In order for insulin to be continuously administered to the diabetic patients for 24 hours, it is necessary to accurately control the minute dose. In addition, there has been a need for a slim wearable device or an insulin pump applicable as a body-insertable type for everyday use in everyday life. As medical bio-miniaturization has increased in interest and development needs, the field of medical MEMS technology has become more active, and over the past two decades, numerous micropump researchers have announced various approaches.

하지만 기존의 마이크로 펌프의 구동 방식은 구동 전력원으로 배터리에 의존할 수 밖에 없어서 웨어러블 디바이스의 패키지 소형화에 뚜렷한 한계를 보여주고 있었다. 또한, 배터리 구동 방식은 배터리의 폭발 가능성과 교체 시점에 대한 환자의 불안감을 야기하는 등 해결해야 할 문제점들을 포함하고 있었다. However, the driving method of the conventional micro pump has only to depend on the battery as the driving power source, thus showing a limit to the miniaturization of the package of the wearable device. In addition, the battery-operated system includes problems to be solved such as a possibility of explosion of the battery and an uneasiness of the patient when the battery is replaced.

따라서, 기존 웨어러블 인슐린펌프 디바이스의 한계점을 극복하고 배터리에 의존하지 않고 인슐린 펌프를 구동할 수 있는, 전혀 새로운 접근 방식의 자가구동 체내 약물전달 시스템 SID (Self-powered Implantable Drug-delivery) 디바이스의 개발이 요구되는 상황이었다. Thus, the development of a completely new self-powered drug delivery system SID (Self-powered Implantable Drug-delivery) device that overcomes the limitations of existing wearable insulin pump devices and drives the insulin pump without relying on batteries It was a situation that required.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 배터리 없이 인체 열을 이용하여 소형화와 동시에 전원 공급의 신뢰성이 확보되는 자가구동 체내 약물주입 장치 및 그에 적용되는 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a self-drive drug injection device which is miniaturized by using human body heat without battery, System.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 자성 물질; 상기 자성 물질과 마주하게 형성된 약물 챔버; 및 상기 자성 물질과 상기 약물 챔버 사이에 형성된 탄성부;를 포함하고, 상기 탄성부는, 비자성 탄성체 및 상기 비자성 탄성체에 부착된 강자성체를 포함하고, 상기 강자성체의 고자성 상태에서 상기 강자성체는 상기 자성 물질에 접촉하고, 상기 강자성체의 자력 저하에 따라 상기 강자성체의 저자성 상태에서 상기 비자성 탄성체의 복원력에 의하여 상기 강자성체는 상기 약물 챔버에 접촉하는 것인, 자가구동 체내 약물주입 장치를 제공한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium comprising: a magnetic material; A drug chamber formed to face the magnetic substance; And an elastic portion formed between the magnetic material and the drug chamber, wherein the elastic portion includes a nonmagnetic elastic body and a ferromagnetic body attached to the nonmagnetic elastic body, wherein in the high magnetic state of the ferromagnetic body, Wherein the ferromagnetic material contacts the drug chamber by the restoring force of the nonmagnetic elastomer in the authoritative state of the ferromagnetic body as the magnetic force of the ferromagnetic body is lowered.

상기 약물 챔버는 인렛 라인 및 아웃렛 라인을 포함하고, 상기 인렛 라인 및 상기 아웃렛 라인은 체크밸브를 구비하는 것일 수 있다.The drug chamber may include an inlet line and an outlet line, and the inlet line and the outlet line may include a check valve.

상기 강자성체와 상기 약물 챔버 사이에 히팅(hitting)부;를 더 포함하는 것일 수 있다.And a hitting portion between the ferromagnetic body and the drug chamber.

상기 강자성체는, 상기 강자성체 비자성 복원 상태에서 상기 약물 챔버의 일면을 히팅(hitting)하여 상기 약물 챔버로부터 상기 아웃렛 라인을 통하여 약물이 배출되도록 하는 것일 수 있다. The ferromagnetic material may be one surface of the drug chamber in the ferromagnetic non-magnetic restoring state to allow the drug to be discharged from the drug chamber through the outlet line.

상기 비자성 탄성체의 탄성력은, 상대적 저온에서의 상기 자성 물질과 상기 강자성체 간의 자기적 인력과, 상대적 고온에서의 상기 자성 물질과 상기 강자성체 간의 자기적 인력, 사이 값을 가지는 것일 수 있다. The elastic force of the nonmagnetic elastic body may have a value between a magnetic attracting force between the magnetic substance and the ferromagnetic body at a relatively low temperature and a magnetic attracting force between the magnetic substance and the ferromagnetic body at a relatively high temperature.

상기 상대적 고온은 체온이고, 상기 상대적 저온은 상온인 것일 수 있다.The relative high temperature may be a body temperature, and the relative low temperature may be a normal temperature.

상기 약물 챔버로부터 배출되는 약물 배출량은 상기 약물 챔버 하단과 상기 자성 물질 간의 거리로 조절되는 것일 수 있다.The drug discharge amount discharged from the drug chamber may be controlled by a distance between the lower end of the drug chamber and the magnetic material.

상기 약물 챔버의 하단을, 상기 비자성 탄성체의 복원 상태 위치로부터 상기 자성 물질 쪽으로 일정 거리만큼 이동 조절하여, 상기 약물 챔버 하단과 상기 자성 물질 간의 거리를 조절하는 것일 수 있다.The lower end of the drug chamber may be moved by a certain distance toward the magnetic material from the restored state position of the nonmagnetic elastic body to adjust the distance between the lower end of the drug chamber and the magnetic substance.

본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치에 따르면, 별도의 배터리가 필요 없어 극소형화가 가능하고, 인체열을 이용하기 때문에, 에너지원의 공급 중단에 대한 우려가 없어 신뢰성이 확보되는 자가구동 체내 약물주입 장치가 제공된다.According to the self-drive drug injection device of the present invention, since a separate battery is not required, it can be miniaturized and the human body heat is used. Therefore, there is no fear of interruption of supply of the energy source, Device is provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가구동 체내 약물주입 장치의 개략적인 구조의 단면을 나타내고 있는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 대기로 열이 배출되어 상대적 저온 고자성 상태의 강자성체 자력이 비자성 탄성체의 복원력보다 커져 강자성체가 자성 물질에 접촉하고 있는 단계의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 인체에 접촉하고 있는 자성 물질에 접촉한 강자성체가 열을 흡수하여 상대적 고온 저자성 상태의 강자성체의 자력 저하에 따라, 강자성체의 자력이 비자성 탄성체의 복원력보다 작아져 강자성체가 약물 챔버 쪽으로 이동하여, 약물 챔버를 히팅하여 약물이 배출되는 단계의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 자가구동 체내 약물주입 장치의 지속적 구동가능성을 입증해주는 실험결과로서, 인체열에 의한 고온과 외부의 저온에 노출됨에 따라 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치의 강자성체 주위에서 증가 및 감소의 온도 사이클이 반복되는 것을 확인한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 자가구동 체내 약물주입 장치에서, 1회의 스트록당 얻게 되는 유량에 대한 예측 값과 실제 측정값을 나타내고 있는 그래프이다.1 is a conceptual diagram showing a schematic cross-sectional view of a structure of a self-drive drug injection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a step in which a ferromagnetic material in a relatively low-temperature and high-magnetic state discharged from the atmosphere to heat in the atmosphere is greater than a restoring force of a non-magnetic elastomer, and the ferromagnetic material is in contact with the magnetic material.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a magnetic force of a ferromagnetic body and a restoring force of a nonmagnetic elastic body according to an embodiment of the present invention, as the ferromagnetic material in contact with the magnetic material in contact with the human body absorbs heat, The ferromagnetic material moves toward the drug chamber, and the drug chamber is heated to discharge the drug.
FIG. 4 is a graph showing the results of experiments showing the possibility of continuous driving of a self-driving drug infusion device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, when the patient is exposed to a high temperature by human heat and a low temperature outside, And the temperature cycle of increase and decrease around the ferromagnetic body is repeated.
5 is a graph showing a predicted value and an actual measured value of the flow rate obtained per stroke in the self-driving drug infusion device according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, terms used in this specification are terms used to appropriately express the preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, the intention of the operator, or the practice of the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a self-drive drug injector of the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가구동 체내 약물주입 장치의 개략적인 구조의 단면을 나타내고 있는 개념도이다. 아래에서는 도 1을 참고하여 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치의 각 구성에 대해 상세히 설명한다.1 is a conceptual diagram showing a schematic cross-sectional view of a structure of a self-drive drug injection device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, each configuration of the self-drive drug injection device of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 자성 물질(100); 상기 자성 물질과 마주하게 형성된 약물 챔버(200); 및 상기 자성 물질과 상기 약물 챔버 사이에 형성된 탄성부(300);를 포함하고, 상기 탄성부는, 비자성 탄성체(310) 및 상기 비자성 탄성체에 부착된 강자성체(320)를 포함하고, 상기 강자성체의 고자성 상태에서 상기 강자성체는 상기 자성 물질에 접촉하고, 상기 강자성체의 자력 저하에 따라 상기 강자성체의 저자성 상태에서 상기 비자성 탄성체의 복원력에 의하여 상기 강자성체는 상기 약물 챔버에 접촉하는 것인, 자가구동 체내 약물주입 장치를 제공한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium comprising: a magnetic material (100); A drug chamber (200) formed to face the magnetic material; And an elastic part (300) formed between the magnetic material and the drug chamber, wherein the elastic part includes a nonmagnetic elastic body (310) and a ferromagnetic body (320) attached to the nonmagnetic elastic body, and the ferromagnetic body Wherein the ferromagnetic body contacts the magnetic substance in a high magnetic state and the ferromagnetic body contacts the drug chamber by restoring force of the nonmagnetic elastic body in the authoritative state of the ferromagnetic body as the magnetic force of the ferromagnetic body lowers, Provides an intravenous drug infusion device.

본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치는, 별도의 전원 공급 장치 없이도 온도 차이에 의해서 자가구동하는 특징을 가진다. 즉, 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치는 배터리의 전원 없이도 펌핑 동작이 가능하게 되어 무한적인 반복적 동적 운동에너지를 가질 수 있는 새로운 개념의 장치에 관한 것이다.The self-drive drug injector of the present invention is characterized in that it is self-driven by a temperature difference without a separate power supply device. That is, the self-drive drug injector of the present invention is capable of pumping operation without a power source of a battery, and thus can have an infinite repetitive dynamic kinetic energy.

본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치는, 이를 위해서 인체의 열 에너지원(주위의 온도에 비해 상대적 고온)과 강자성체의 온도에 따른 자기력 변화 현상을 이용하는 것이며, 이러한 열 에너지원을 이용하여 반복 운동이 수행되는 동적 운동 에너지로 전환하도록 하는 것이다.The self-drive drug injection device of the present invention utilizes the magnetic force change phenomenon according to the temperature of the body and the temperature of the ferromagnetic body (relatively high temperature relative to the ambient temperature) for this purpose. To the dynamic kinetic energy to be performed.

본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치는, 주변 환경보다 상대적으로 고온인 인체의 피부(400)에 일 면이 접촉하는 방식을 이용하여 구동될 수 있다.The self-driving drug infusion device of the present invention can be driven using a method in which a skin is relatively in contact with the skin 400 of a human body which is relatively hotter than the surrounding environment.

상기 강자성체와 상기 약물 챔버 사이에 히팅부(210);를 더 포함하는 것일 수 있다.And a heating unit (210) between the ferromagnetic body and the drug chamber.

상기 약물 챔버는 약물의 주입부(220) 및 배출부(230)를 포함할 수 있다.The drug chamber may include a drug injection part 220 and a discharge part 230.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 대기로 열이 배출되어 상대적 저온 고자성 상태의 강자성체 자력이 비자성 탄성체의 복원력보다 커져 강자성체가 자성 물질에 접촉하고 있는 단계의 개념도이다. FIG. 2 is a conceptual diagram of a step in which a ferromagnetic material in a relatively low-temperature and high-magnetic state discharged from the atmosphere to heat in the atmosphere is greater than a restoring force of a non-magnetic elastomer, and the ferromagnetic material is in contact with the magnetic material.

도 2에 도시된 그림을 통해 본 자가구동 체내 약물주입 장치의 구동 중의 일 상태를 설명하면, 인체 외부의 저온 환경(즉, 인체 피부의 온도보다 상대적으로 낮은 주변 온도)에 의해서 상기 탄성부의 온도가 낮아지게 되고, 탄성부에 포함된 강자성체가 온도가 낮아짐에 따라 상전이 현상에 의해 순간자기력이 발생한다. 2, when the temperature of the elastic part is lowered due to the low temperature environment outside the human body (i.e., the ambient temperature is relatively lower than the human skin temperature) As the temperature of the ferromagnetic material contained in the elastic portion is lowered, a momentary magnetic force is generated due to the phase transition phenomenon.

본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치는, 강자성체에서 발생한 순간자기력이 비자성 탄성체의 셔틀탄성력보다 크도록 설계되어, 강자성체의 온도가 낮아지면 비자성 탄성체가 휘어져서 인체 피부 쪽으로 이동하게 된다. 이때 자가구동 체내 약물주입 장치에서는 탄성부가 약물 챔버에서 분리됨에 따라 바이어스 챔버 압력에 의해 인슐린 약물이 약물 챔버에 채워질 수 있다.The self-drive drug delivery device of the present invention is designed such that the instantaneous magnetic force generated by the ferromagnetic material is greater than the shuttle elasticity of the nonmagnetic elastic material. When the temperature of the ferromagnetic material is lowered, the nonmagnetic elastic material is bent and moved toward the human skin. At this time, in the self-driven drug infusion device, the insulin drug can be filled into the drug chamber by the bias chamber pressure as the elastic part is separated from the drug chamber.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 인체에 접촉하고 있는 자성 물질에 접촉한 강자성체가 열을 흡수하여 상대적 고온 저자성 상태의 강자성체의 자력 저하에 따라, 강자성체의 자력이 비자성 탄성체의 복원력보다 작아져 강자성체가 약물 챔버 쪽으로 이동하여, 약물 챔버를 히팅(hitting)하여 약물이 배출되는 단계의 개념도이다.FIG. 3 is a graph showing a relationship between a magnetic force of a ferromagnetic body and a restoring force of a nonmagnetic elastic body according to an embodiment of the present invention, when a ferromagnetic body in contact with a magnetic material in contact with a human body absorbs heat, And the ferromagnet is moved toward the drug chamber, thereby hitting the drug chamber and discharging the drug.

도 3에 도시된 그림을 통해 본 자가구동 체내 약물주입 장치의 구동 중의 다른 일 상태를 설명하면, 탄성부가 인체의 열(상대적 고온)에 접촉함에 따라 강자성체의 온도가 높아지게 된다. 이 때, 상전이 현상에 따라 강자성체의 자기력이 사라지게 된다. 인체의 열은 퀴리 온도보다 크게 높지 않기 때문에, 이 때의 강자성체에 대한 더 정확한 표현은, 자기력이 사라졌다기 보다는 약해진 상태라고 할 수 있다. 사전에 설계된 대로, 이 때의 강자성체의 약해진 자기력이 탄성부의 탄성력보다 충분히 낮아짐에 따라, 휘어서 인체 피부에 접촉했던 탄성부는 탄성 복원력에 의해 처음의 위치로 돌아가게 된다. 이 때 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치는, 복원된 탄성부가 약물 챔버를 히팅하여 인슐린 펌핑 기능이 수행되도록 설계될 수 있다. 복원된 탄성부의 스트록으로 인한 동적 충격력이 약물 챔버의 외벽 또는 외벽에 형성된 멤브레인을 압축함으로써, 인슐린 약물 량이 배출 될 수 있다. 3, the temperature of the ferromagnetic body is increased as the resilient portion contacts the heat of the human body (relative high temperature). At this time, the magnetic force of the ferromagnetic material disappears due to the phase transition phenomenon. Since the heat of the human body is not much higher than the Curie temperature, a more accurate representation of the ferromagnet at this time can be said to be weakened rather than disappearing. As previously designed, the weakened magnetic force of the ferromagnetic material at this time becomes sufficiently lower than the elastic force of the elastic portion, so that the elastic portion which bends and contacts the human skin returns to the initial position by the elastic restoring force. At this time, the self-driving body drug injector of the present invention can be designed so that the restored elastic part can perform the insulin pumping function by heating the drug chamber. The amount of insulin drug can be discharged by compressing the membrane formed on the outer wall or the outer wall of the drug chamber by the dynamic impact force due to the stroke of the restored elastic part.

위에서는 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치를 손쉽게 설명하기 위하여 인슐린 주입을 위한 펌프 장치로 이용하는 것을 예로 들었으나, 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치는, 당뇨병 환자에 대한 인슐린 공급의 경우 외에도 미량의 약물 투여를 반복적으로 필요로 하는 의료 환경에 얼마든지 적용할 수 있다.In order to easily explain the self-driving drug injection device of the present invention, the pump device for injecting insulin has been taken as an example. However, the self-driving drug injection device of the present invention is not limited to insulin supply to diabetic patients, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > drug administration.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 자가구동 체내 약물주입 장치의 지속적 구동가능성을 입증해주는 실험결과로서, 인체열에 의한 고온과 외부의 저온에 노출됨에 따라 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치의 강자성체 주위에서 증가 및 감소의 온도 사이클이 반복되는 것을 확인한 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the results of experiments showing the possibility of continuous driving of a self-driving drug infusion device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, when the patient is exposed to a high temperature by human heat and a low temperature outside, And the temperature cycle of increase and decrease around the ferromagnetic body is repeated.

도 4는 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치를 인체 피부 주위에 설치해 놓고 탄성부에 구비된 강자성체 주위의 온도 변화를 측정한 것으로서, 도 4에 나타난 것과 같이 온도 사이클이 반복적으로 변화하게 됨으로써, 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치를 이용할 경우 별도의 동력원 없이도 반복적인 약물 공급이 가능하게 되는 것이다. 도 4에 나타난 1 회의 온도 변화 사이클 마다 리필 및 약물 펌핑의 1회 동작이 발생하게 된다. FIG. 4 is a graph showing a change in temperature around the ferromagnetic body provided in the elastic part of the self-driving drug delivery device of the present invention around the human skin. As shown in FIG. 4, When the self-drive drug injector of the present invention is used, repeated drug supply is possible without any separate power source. A single operation of refill and drug pumping occurs in one cycle of temperature change shown in Fig.

본 발명의 일 측면에서는 탄성부와 자성물질 및 약물 챔버와의 거리 등을 조정함으로써 상기 온도 사이클의 변화 주기를 단축 또는 연장할 수 있고 그에 따라 약물의 공급 주기를 짧게 혹은 길게 변화시킬 수 있다.In one aspect of the present invention, the period of change of the temperature cycle can be shortened or extended by adjusting the distance between the elastic portion, the magnetic substance, and the drug chamber, and thus the supply period of the drug can be shortened or long.

상기 약물 챔버는 인렛 라인 및 아웃렛 라인을 포함하고, 상기 인렛 라인 및 상기 아웃렛 라인은 체크밸브를 구비하는 것일 수 있다.The drug chamber may include an inlet line and an outlet line, and the inlet line and the outlet line may include a check valve.

일 예로서, 인렛 라인에 구비되는 체크밸브는 외부로부터 약물 챔버로의 흐름만이 가능하도록 하고, 아웃렛 라인에 구비되는 체크밸브는 약물 챔버로부터 외부(혈관 등)로의 흐름만이 가능하도록 하는 것일 수 있다.For example, the check valve provided in the inlet line may only flow from the outside to the drug chamber, and the check valve provided in the outlet line may allow only the flow from the drug chamber to the outside (blood vessel, etc.) have.

상기 강자성체는, 상기 강자성체 비자성 복원 상태에서 상기 약물 챔버의 일면을 히팅하여 상기 약물 챔버로부터 상기 아웃렛 라인을 통하여 약물이 배출되도록 하는 것일 수 있다. The ferromagnetic material may be one surface of the drug chamber in the ferromagnetic non-magnetic restoration state to allow the drug to be discharged from the drug chamber through the outlet line.

상기 비자성 탄성체의 탄성력은, 상대적 저온에서의 상기 자성 물질과 상기 강자성체 간의 자기적 인력과, 상대적 고온에서의 상기 자성 물질과 상기 강자성체 간의 자기적 인력, 사이 값을 가지는 것일 수 있다. The elastic force of the nonmagnetic elastic body may have a value between a magnetic attracting force between the magnetic substance and the ferromagnetic body at a relatively low temperature and a magnetic attracting force between the magnetic substance and the ferromagnetic body at a relatively high temperature.

일 예로서, 상기 비자성 탄성체의 탄성력은, 비자성 탄성체의 물질, 두께, 길이 등의 값을 다르게 설계함으로써 다양하게 조절할 수 있다.As one example, the elastic force of the non-magnetic elastic body can be variously adjusted by designing different values of the material, the thickness, and the length of the non-magnetic elastic body.

상기 상대적 고온은 체온이고, 상기 상대적 저온은 상온인 것일 수 있다.The relative high temperature may be a body temperature, and the relative low temperature may be a normal temperature.

상기 체온은 인체 피부의 온도를 의미하며, 일반적인 사람의 피부 온도 또는 옷 안에서 보온된 피부의 온도일 수 있다. 일 예로서, 상기 체온은 35 ℃ 내지 38℃ 일 수 있다.The body temperature refers to the temperature of the skin of the human body, and may be the skin temperature of the general person or the temperature of the skin warmed in the clothes. As an example, the body temperature may be between 35 ° C and 38 ° C.

상기 상온은 인체 주위의 공기의 온도일 수 있다. 이 때 인체 주위의 공기는 본 발명의 자가구동 체내 약물주입 장치가 옷 안의 피부에 구비되거나 날이 더운 여름일 경우 피부의 온도와 유사한 정도인 30 ℃ 정도일 수 있고, 옷 외부의 피부에 구비되거나 날이 추운 겨울일 경우 10 ℃ 내외로 형성될 수도 있다. 일 예로서, 상기 상온은 10 ℃ 내지 30 ℃일 수 있다.The ambient temperature may be the temperature of the air around the human body. At this time, the air around the human body may be about 30 ° C., which is similar to the temperature of the skin when the self-driving drug injection device of the present invention is provided on the skin of the clothes or when the blades are hot, In case of this cold winter, it may be formed at around 10 ° C. As an example, the normal temperature may be 10 ° C to 30 ° C.

상기 약물 챔버로부터 배출되는 약물 배출량은 상기 약물 챔버 하단과 상기 자성 물질 간의 거리로 조절되는 것일 수 있다. The drug discharge amount discharged from the drug chamber may be controlled by a distance between the lower end of the drug chamber and the magnetic material.

일 예로서, 약물 챔버 하단과 자성 물질 간의 거리가 멀어지게 되면 탄성부에 의한 스트록의 변위가 길게 형성되므로 약물 배출량이 증가될 수 있고, 약물 챔버 하단과 자성 물질 간의 거리가 짧아지게 되면 탄성부에 의한 스트록의 변위가 짧게 형성되므로 약물 배출량이 감소될 수 있다.For example, when the distance between the lower end of the drug chamber and the magnetic material is increased, the displacement of the stroke due to the elastic part is long, so that the drug discharge amount can be increased. When the distance between the lower end of the drug chamber and the magnetic material is shortened, The displacement of the stroke is shortened, so that the drug discharge amount can be reduced.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 자가구동 체내 약물주입 장치에서, 1회의 스트록당 얻게 되는 유량에 대한 예측 값과 실제 측정값을 나타내고 있는 그래프이다.5 is a graph showing a predicted value and an actual measured value of the flow rate obtained per stroke in the self-driving drug infusion device according to an embodiment of the present invention.

도 5에 나타난 것과 같이, 탄성부의 스트록 갭이 클수록 탄성부에 의해 약물 챔버에 가해지는 충격력은 더 증가하게 된다. 이에 따라 약물 챔버의 외벽 또는 외벽에 형성된 멤브레인은 압축 변위(챔버 볼륨)가 더 증가하게 되면서, 배출되는 약물의 유량 또한 증가하게 된다. 도 5의 실선은 탄성부의 스트록 운동 에너지가 약물 챔버의 외벽 또는 외벽에 형성된 멤브레인을 충격한 후 탄성에너지의 소실 없이 약물 챔버의 외벽 또는 외벽에 형성된 멤브레인의 위치 변화 에너지로 100 % 전환될 경우 얻게 되는 유량을 의미한다. 예측한 값보다 낮은 유량을 얻게 된 원인은 탄성부의 운동 및 충격 과정에서 열에너지 등으로 손실되어 에너지가 감소되었기 때문으로 판단된다.As shown in Fig. 5, the larger the stroke gap of the elastic portion, the greater the impact force applied to the drug chamber by the elastic portion. As a result, the membrane formed on the outer wall or the outer wall of the drug chamber is further increased in compressive displacement (chamber volume), and the flow rate of the discharged drug is also increased. The solid line in FIG. 5 is obtained when the stroke kinetic energy of the elastic portion is converted to 100% by the position change energy of the membrane formed on the outer wall or the outer wall of the drug chamber without the loss of elastic energy after impacting the membrane formed on the outer wall or outer wall of the drug chamber Flow rate. The reason why the flow rate is lower than the predicted value is considered to be the energy loss due to heat energy loss during the motion and impact process of the elastic part.

상기 약물 챔버의 하단을, 상기 비자성 탄성체의 복원 상태 위치로부터 상기 자성 물질 쪽으로 일정 거리만큼 이동 조절하여, 상기 약물 챔버 하단과 상기 자성 물질 간의 거리를 조절하는 것일 수 있다. (미도시) The lower end of the drug chamber may be moved by a certain distance toward the magnetic material from the restored state position of the nonmagnetic elastic body to adjust the distance between the lower end of the drug chamber and the magnetic substance. (Not shown)

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 강자성체가 자력이 저하되어 탄성체의 복원력보다 작아지면, 탄성체의 복원력에 의하여 약물 챔버 하단으로 탄성부는 이동하게 되는데, 비자성 탄성체의 복원 상태 위치로부터 상기 자성 물질 쪽으로 일정 거리만큼 약물 챔버가 이동되어 있으면, 탄성부는 탄성체의 완전 복원 상태 (도 1 및 도 3의 찬성부의 위치)까지 이르지 못하고, 약물 챔버의 하단을 히팅하게 된다. 본원 발명은 상기 비자성 탄성체의 복원 상태 위치로부터 상기 자성 물질 쪽으로 약물 챔버를 일정 거리만큼 이동시킴으로써 효과적으로 탄성부의 약물 챔버를 히팅하는 힘을 조절하여, 약물 배출량을 효과적으로 조절할 수 있는 것을 확인하였다. 즉, 자성 물질로부터 탄성체의 완전 복원 상태까지의 거리뿐만 아니라, 약물 챔버를 상기 비자성 탄성체의 복원 상태 위치로부터 상기 자성 물질 쪽으로 일정 거리만큼 이동시킴으로써 탄성체의 실제 운동 거리를 조절하여, 약물 배출량을 효과적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIGS. 1 and 3, when the magnetic force of the ferromagnetic body is lowered to be less than the restoring force of the elastic body, the elastic part moves to the lower end of the drug chamber by the restoring force of the elastic body. If the drug chamber is moved by a certain distance, the elastic part does not reach the fully restored state of the elastic body (the position of the favorable part in FIGS. 1 and 3), and the lower end of the drug chamber is heated. It has been confirmed that the drug discharge amount can be effectively controlled by effectively controlling the heating of the drug chamber of the elastic part by moving the drug chamber by a certain distance toward the magnetic material from the restored state position of the nonmagnetic elastic body. That is, not only the distance from the magnetic material to the fully restored state of the elastic body but also the effective distance of the elastic body can be controlled by moving the drug chamber by a certain distance from the restored state position of the non-magnetic elastic body toward the magnetic substance, .

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 제한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the appended claims, as well as the appended claims.

Claims (7)

자성 물질;
상기 자성 물질과 마주하게 형성된 약물 챔버; 및
상기 자성 물질과 상기 약물 챔버 사이에 형성된 탄성부;를 포함하고,
상기 탄성부는, 비자성 탄성체 및 상기 비자성 탄성체에 부착된 강자성체를 포함하고, 상기 강자성체의 고자성 상태에서 상기 강자성체는 상기 자성 물질에 접촉하고, 상기 강자성체의 자력 저하에 따라 상기 강자성체의 저자성 상태에서 상기 비자성 탄성체의 복원력에 의하여 상기 강자성체는 상기 약물 챔버에 접촉하는 것이고,
상기 약물 챔버는 인렛 라인 및 아웃렛 라인을 포함하고, 상기 인렛 라인 및 상기 아웃렛 라인은 체크밸브를 구비하는 것인,
자가구동 체내 약물주입 장치.
Magnetic material;
A drug chamber formed to face the magnetic substance; And
And an elastic part formed between the magnetic material and the drug chamber,
Wherein the elastic portion includes a nonmagnetic elastic body and a ferromagnetic body attached to the nonmagnetic elastic body, the ferromagnetic body in contact with the magnetic substance in a high magnetic state of the ferromagnetic body, and the magnetic force of the ferromagnetic body, The ferromagnetic body contacts the drug chamber by the restoring force of the nonmagnetic elastic body,
Wherein the drug chamber comprises an inlet line and an outlet line, the inlet line and the outlet line having check valves.
Self - actuated intravenous drug infusion device.
제1항에 있어서,
상기 강자성체와 상기 약물 챔버 사이에 히팅(hitting)부;를 더 포함하는,
자가구동 체내 약물주입 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a hitting portion between the ferromagnetic body and the drug chamber,
Self - actuated intravenous drug infusion device.
제1항에 있어서,
상기 강자성체는, 상기 강자성체 비자성 복원 상태에서 상기 약물 챔버의 일면을 히팅하여 상기 약물 챔버로부터 상기 아웃렛 라인을 통하여 약물이 배출되도록 하는 것인,
자가구동 체내 약물주입 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ferromagnetic material causes one side of the drug chamber to be heated from the drug chamber through the outlet line in the ferromagnetic non-magnetic restoration state,
Self - actuated intravenous drug infusion device.
제1항에 있어서, 상기 비자성 탄성체의 탄성력은, 상대적 저온에서의 상기 자성 물질과 상기 강자성체 간의 자기적 인력과, 상대적 고온에서의 상기 자성 물질과 상기 강자성체 간의 자기적 인력, 사이 값을 가지는 것인,
자가구동 체내 약물주입 장치.
The elastic force of the nonmagnetic elastic body according to claim 1, wherein the elastic force of the nonmagnetic elastic body has a value between a magnetic attracting force between the magnetic substance and the ferromagnetic substance at a relatively low temperature and a magnetic attracting force between the magnetic substance and the ferromagnetic substance at a relatively high temperature sign,
Self - actuated intravenous drug infusion device.
제4항에 있어서, 상기 상대적 고온은 체온이고, 상기 상대적 저온은 상온인 것인,
자가구동 체내 약물주입 장치.
5. The method of claim 4 wherein said relative high temperature is body temperature and said relative low temperature is ambient temperature.
Self - actuated intravenous drug infusion device.
제1항에 있어서,
상기 약물 챔버로부터 배출되는 약물 배출량은 상기 약물 챔버 하단과 상기 자성 물질 간의 거리로 조절되는 것인,
자가구동 체내 약물주입 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the drug discharge amount discharged from the drug chamber is adjusted to a distance between the lower end of the drug chamber and the magnetic material.
Self - actuated intravenous drug infusion device.
제6항에 있어서,
상기 약물 챔버의 하단을, 상기 비자성 탄성체의 복원 상태 위치로부터 상기 자성 물질 쪽으로 일정 거리만큼 이동 조절하여, 상기 약물 챔버 하단과 상기 자성 물질 간의 거리를 조절하는 것인,
자가구동 체내 약물주입 장치.

The method according to claim 6,
Wherein the lower end of the drug chamber is moved by a distance from the restored state position of the nonmagnetic elastic body toward the magnetic substance to adjust the distance between the lower end of the drug chamber and the magnetic substance,
Self - actuated intravenous drug infusion device.

KR1020170170796A 2017-12-12 2017-12-12 Self activated implantable drug supply device KR20190070201A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170796A KR20190070201A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Self activated implantable drug supply device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170796A KR20190070201A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Self activated implantable drug supply device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190070201A true KR20190070201A (en) 2019-06-20

Family

ID=67103684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170170796A KR20190070201A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Self activated implantable drug supply device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190070201A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1552146B1 (en) Fluid delivery device, system and method
US8727745B2 (en) Device and method employing shape memory alloy
US10881787B2 (en) Wearable liquid supplying device for human insulin injection
Meng et al. MEMS-enabled implantable drug infusion pumps for laboratory animal research, preclinical, and clinical applications
CN105555335B (en) Device with a lavet motor
JP2010507750A (en) Wax micro actuator
KR20220043291A (en) Medical Infusion Device
KR20190070201A (en) Self activated implantable drug supply device
CN109718421B (en) Wearable human insulin injection and supply device
US20170095610A1 (en) Personal injection device
CN110882445A (en) Micro-drug delivery device
TWM558629U (en) Wearable injection and liquid supply device for human insulin

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment