KR100792640B1 - 피부 침투용 미세 돌기 장치 - Google Patents

피부 침투용 미세 돌기 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일면에 공동(空洞)이 형성되고 그 반대면에 공동에 연결되는 구멍을 가지는 피부 침투용 미세 돌기가 돌출 형성된 하판부; 그 하판부의 공동에 끼워져서 공동을 밀폐시키며 피부 투과액의 수용 공간을 형성하는 가압 돌기부를 가지는 상판부; 상판부와 하판부 사이에 분리 가능하게 개재되어 외력에 의한 상기 상판부의 하강을 저지하여 상기 피부 투과액의 수용 공간 크기를 유지하는 지지체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치를 제공한다. 이에 의하면, 피부 투과액 수용 공간에 정량의 약물을 탑재할 수 있고, 상판부를 통한 압력 전달에 의해 피부를 통해 약물이나 피부 미용액의 전달 효율이 향상된다. 또한 내부에 약물이나 피부 미용액이 수용되기 때문에 오염의 발생이 방지될 수 있다.
미세 돌기 장치, 마이크로 니들, 피부, 약물 전달, 약물 저장

Description

피부 침투용 미세 돌기 장치{skin pricking micro projection apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 피부 침투용 미세 돌기 장치의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 피부 침투용 미세 돌기 장치의 결합 단면도,
도 3a와 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 피부 침투용 미세 돌기 장치의 사용 상태도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 피부 침투용 미세 돌기 장치
11; 상판부 12; 하판부
13; 지지체 14; 피부 투과액
15; 유연성 가압 투과체 16; 미세 돌기
17; 구멍 31; 주사기
32; 주사 바늘 41; 리드선
50; 피부
본 발명은 피부를 통해 약물이나 피부 미용액을 전달하기 위한 피부 침투용 미세 돌기 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 약물이나 피부 미용액의 피부 전달 효율을 향상시킬 수 있는 피부 침투용 미세 돌기 장치에 관한 것이다.
패취형 파스와 같은 피부를 통한 약물 전달 방식은 약물이 각질층을 투과하기가 어려워 흡수율이 매우 낮다. 약물의 분자량이 큰 경우에는 흡수율이 더욱더 낮아진다. 이를 개선하기 위하여, 미세 돌기, 예컨대 미세 바늘(micro needle)을 이용해 각질층에 약물이 전달되는 채널(channel)을 형성하고, 그 채널을 통하여 약물을 전달하는 약물 전달 방식이 알려져 있다. 이 약물 전달 방식은 각질층 위에 붙이는 패취(patch)형 파스보다 흡수율이 10~1,000배정도 높다고 보고되고 있다.
미세 바늘을 이용한 약물 전달 방식은 각질층 아래의 표피층에 약물을 전달하므로 인슐린, 호르몬 제재 등 분자량이 큰 약물도 피부를 통해 전달될 수 있다. 또한, 이 약물 전달 방식은 신경이 없는 표피층까지만 침투되기 때문에 통증 없이 약물의 전달을 매우 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 피하층까지 약물을 주입할 수 있는 피하주사 용도로도 사용할 수가 있다. 이와 같은 이유로 미세 바늘을 이용한 약물 전달 장치(Drug Delivery apparatus)에 대한 관심은 수십 년 동안 지속되어왔다. 현재 미세 돌기로 피부에 채널을 형성하여 약물을 전달하는 기술로서 다양 한 기술이 소개되어 있다. 그러나 이 기술들의 경우 각각 몇 가지 문제점이 있다.
예를 들어, 미국 특허 제3,964,482호의 약물 전달 장치에서, 피부를 투과하는 미세 돌기에 약물이 전달되는 구멍이 있어서 미세 돌기 뒷부분의 약물 저장소에 있는 약물이 그 미세 돌기의 구멍을 통해서 피부로 전달되는 기술, 구멍은 형성되어 있지 않으나 약물이 투과되는 물질로 미세 돌기 부분을 구성하는 기술, 그리고 미세 돌기에 구멍이 형성되어 있는 것이 아니라 미세 돌기들 사이의 기판에 구멍이 형성되어 있는 기술이 소개되어 있다.
그러나 이 약물 전달 장치에서는 효율적인 약물 전달을 위한 구동 인자(pressure source)에 대하여 제시하고 있지 못하다. 실질적으로 약물 전달을 위한 구동 인자가 없으면, 미세 바늘에 의해 피부에 채널을 형성했더라도 약물을 효율적으로 전달하거나, 정량의 약물을 주입하는 데에는 한계가 있다.
다른 예로서, 미국 특허 제6,855,372호에는 미세 바늘에 약물을 코팅하여 약물을 전달하는 기술이 소개되어 있다. 그러나 이 기술은 정확한 양의 약물 전달이나 코팅 양의 정확한 조절이 어렵다. 더욱이, 코팅 시에 적용코자 하는 약물을 코팅을 할 수 있는 형태로 변형해야 한다는 단점이 있다.
또 다른 예로서, 미국 특허 제6,230,051호에는 약물 저장소뿐만 아니라 채널도 없는 미세 돌기 장치가 소개되어 있다. 이 미세 돌기 장치는 약물을 미세 바늘에 미리 코팅하거나, 미세 바늘을 이용하여 피부에 구멍을 형성한 뒤에 약물을 그 부위에 바르는 방식으로 약물을 전달할 수 있다. 이 기술의 경우 제작이 용이하다는 장점이 있으나 정확한 양의 약물 전달이 어려우며, 코팅하여 이용할 시에는 적 용하고자 하는 약물을 코팅을 할 수 있는 형태로 변형해야 한다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조가 간단하면서 약물이나 피부 미용액의 효율적인 전달이 이루어지는 피부 침투용 미세 돌기 장치를 제공하는 데에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일면에 공동(空洞)이 형성되고 그 반대면에 공동에 연결되는 구멍을 가지는 복수 개의 피부 침투용 미세 돌기가 돌출 형성된 하판부; 그 하판부의 공동에 끼워져서 공동을 밀폐시키며 피부 투과액의 수용 공간을 형성하는 가압 돌기부를 가지는 상판부; 상판부와 하판부 사이에 분리 가능하게 개재되어 외력에 의한 상기 상판부의 하강을 저지하여 상기 피부 투과액의 수용 공간 크기를 유지하는 지지체;를 포함하고, 상기 지지체가 분리된 상태에서 가해지는 외력에 의해 상기 상판부의 가압 돌기부가 하판부의 공동 바닥면 쪽으로 이동되어 상기 수용 공간에 수용되는 피부 투과액을 미세 돌기의 구멍을 통하여 배출시키는 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치를 제공한다.
삭제
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 피부 침투용 미세 돌기 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 피부 침투용 미세 돌기 장치의 단면도와 결합 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 피부 침투용 미세 돌기 장치(10)는 상판부(11), 하판부(12), 피부 침투용 미세 돌기(17), 지지체(13), 유연성 가압 투과체(15)를 포함하여 구성된다. 상판부(11)와 하판부(12)의 사이에는 약물이나 피부 미용액과 같은 피부 투과액(50)의 수용 공간(19)이 형성된다. 그리고 피부 침투용 미세 돌기(17)는 그 수용 공간(19)과 연결되는 구멍(17)을 가지며, 수용 공간(19)의 반대쪽으로 돌출 형성된다.
하판부(12)는 상판부(11)와 마주보는 일면 중앙 부분에 공동(cavity)(12a)이 형성되고, 그 공동(12a)의 주변 부분에 요(凹)홈부(12b)가 형성된 구조이다. 공동(12a)은 약물이나 피부 미용액과 같은 피부 투과액(50)의 수용을 위하여 제공된다. 요홈부(12b)는 상판부(11)의 끼움 돌기(11b)의 하강 안내 및 결합을 위하여 제공된다. 요홈부(12b)의 수와 위치는 상판부(11)의 하강이 원활하게 이루어질 수 있는 범위 내에서 다양하게 조정될 수 있다. 예를 들어, 요홈부(12b)는 하판부(12)의 마 주보는 양쪽 가장자리 또는 공동(12a)을 중심으로 사방에 배치될 수 있다.
하판부(12)의 공동(12a)이 형성된 반대쪽 면에는 피부 침투용 미세 돌기(17)들이 형성되어 있다. 각각의 미세 돌기(16)는 공동(12a)에 연결되는 구멍(17)을 가진다. 공동(12a)에 수용되는 피부 투과액이 미세 돌기(16)의 구멍(17)을 통해 배출될 수 있게 된다. 여기서, 미세 돌기(16)는 바늘 형태, 원뿔 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
하판부(12)는 열가소성수지나 열경화성수지 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어 PC(Polycarbonate), PEI(Polyetherimide), PMMA(Polymethylmethacrylate), POM(Polyacetal), PLA(Polylatide), PSU(Polysulfone) 등과 같은 열가소성수지가 사용될 수 있다. 그리고, 에폭시수지, 페놀수지, 폴리우레탄수지 등의 열가소성 수지가 사용될 수 있다.
상판부(11)는 중앙 부분에 하판부(12)의 공동(12a)과 정합되는 가압 돌기부(11a)가 형성되고 그 주변 부분에 요홈부(12b)와 정합되는 끼움 돌기(11b)가 형성된 구조이다. 가압 돌기부(11a)는 공동(12a)에 끼워져 외력에 의한 하강에 따라 공동(12a)에 수용되는 피부 투과액을 공동(12a)에서 배출시킨다.
상판부(11)는 수지 재질로 구성될 수 있다. 특히, 상판부(11)는 실리콘과 같은 신축성이 있는(elastic) 성질을 갖는 고무(rubber)계열 고분자가 바람직하다. 상판부(11)에 주사 바늘(도시안됨)을 관통시켜 피부 투과액을 주입한 후 주사 바늘을 제거해도 고무 계열 고분자가 신축성을 갖고 있기 때문에 구멍이 발생되지 않는다.
한편 상판부(11)는 하판부(12)와 마찬가지로 열경화성수지나 열가소성 수지로 구성될 수도 있다. 예를 들어 PC, PEI, PMMA, POM, PLA, PSU 등의 열가소성수지가 적용될 수 있다. 또는 에폭시수지, 페놀수지, 폴리우레탄수지 등의 열경화성 수지가 적용될 수 있다.
유연성 가압 투과체(15)는 공동(12a)의 바닥면에 놓여진다. 유연성 가압 투과체(15)는 탄성 재질로 구성되며, 슬릿(slit), 미세 구멍(pore) 등과 같은 유로를 갖는다. 유연성 가압 투과체(15)는 정상 상태에서 피부 투과액이 투과될 수 없지만, 상판(11)에서 하판(12)으로 압력이 가해지면 유로가 생성된다. 유연성 가압 투과체(15)로서는 예를 들어, 멤브레인(membrane)이 사용될 수 있다. 유연성 가압 투과체(15)는 그 밖에 천연고분자, 합성고분자, 고무, 플라스틱, 다른 비다공성(non-porous) 재질이 사용될 수 있다.
지지체(13)는 요홈부(12b)의 바닥면에 놓여지며 하판부(12)로부터 분리 가능하게 결합된다. 지지체(13)는 상판부(11)와 하판부(12)가 결합된 상태에서, 요홈부(12b)와 끼움 돌기(12b) 사이에 개재된다. 지지체(13)에 의해 하판부(12)의 하강이 제한되어 공동(12a)의 크기가 확보된다.
한편, 상판부(11)의 끼움 돌기(11b)는 하판부(12)에 형성되고 하판부(12)의 요홈부(12b)는 상판부(11)에 형성될 수 있다. 즉, 상판부(11)와 하판부(12)는 서로 정합되는 양각 형태와 음각 형태를 가질 수 있다. 그리고 이 피부 침투용 미세 돌기 장치(10)는 상판부(11)와 하판부(12) 사이의 수용 공간(19)에 피부 투과액(50)이 미리 채워진 상태로 취급될 수 있다. 이 경우 별도로 피부 투과액(50)을 주입할 필요가 없다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 미세 돌기 장치의 사용 상태도이다.
사용 과정을 살펴보면, 먼저 도 3a에서와 같이, 상판부(11)와 하판부(12) 및 지지체(13)를 조립한다. 하판부(12)의 공동(12a)에 유연성 가압 투과체(15)를 결합하고, 요홈부(12b)에 지지체(13)를 결합한다. 그리고 상판부(11)와 하판부(12)를 결합한다. 공동(12a)에 가압 돌기부(11a)가 끼워지고 끼움 돌기(11b)가 요홈부(12b)에 끼움 결합한다.
이어서, 도 3b에서와 같이, 주사기(31)를 사용하여 피부 투과액(14)의 수용 공간(19)에 전달하고자 하는 피부 투과액(14)을 주입한다. 주사 바늘(32)로 상판부(11)를 관통시켜 정량의 피부 투과액(14), 예를 들어, 백신, 인슐린, 호르몬제 등을 정량 주입한다.
다음으로 도 3c에서와 같이, 피부 침투용 미세 돌기 장치(10)를 피부(50) 위에 올려놓고, 지지체(13)에 결합된 리드선(41)을 잡아당겨 미세 돌기 장치(10)로부터 지지체(13)를 제거한다. 이에 의해 상판부(11)가 하판(12)부로 가압하기 위한 공간이 확보된다.
이에 따라, 도 3d에서와 같이, 하판부(12)의 요홈부(12b)에서 지지체(13)가 존재했던 곳에 상판(11)의 끼움 돌기(11b)가 하강될 수 있는 공간이 확보가 된다.
계속해서, 도 3e에서와 같이, 상판부(11)를 눌러주면, 미세 돌기(16)의 구멍(17)을 통해 피부 투과액(14)이 피부로 전달된다. 상판부(11)와 하판부(12)가 각각 양각 형상과 음각 형상으로 구성되어 있고, 양쪽 끼움 돌기(11b)가 요홈부(12b)에 끼워져 고정되기 때문에 일정 압력을 가할 경우, 전체적으로 균일한 압력으로 안정적인 피부 투과액의 전달이 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 피부 침투용 미세 돌기 장치에 의하면, 정량의 약물이나 피부 미용액을 피부에 투과시켜 전달할 수 있고, 상판부를 통한 압력 전달에 의해 피부를 통해 약물이나 피부 미용액의 전달 효율이 향상된다. 또한 내부에 약물이나 피부 미용액이 수용되기 때문에 오염의 발생이 방지될 수 있다.

Claims (9)

  1. 일면에 공동(空洞)이 형성되고 그 반대면에 상기 공동에 연결되는 구멍(17)을 가지는 복수 개의 피부 침투용 미세 돌기(16)가 돌출 형성된 하판부(12);
    상기 하판부(12)의 공동에 끼워져서 상기 공동을 밀폐시키며 피부 투과액의 수용 공간을 형성하는 가압 돌기부(11a)를 가지는 상판부(11);
    상기 상판부(11)와 상기 하판부(12) 사이에 분리 가능하게 개재되어 외력에 의한 상기 상판부의 하강을 저지하여 상기 수용 공간 크기를 유지하는 지지체(13);를 포함하고,
    상기 지지체(13)가 분리된 상태에서 상기 상판부(11)에 가해지는 외력에 의해 상기 가압 돌기부(11a)가 상기 하판부(13)의 공동 바닥면 쪽으로 이동되어 상기 수용 공간에 수용되는 피부 투과액을 미세 돌기(16)의 구멍(17)을 통하여 배출시키는 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상판부(11)와 상기 하판부(12)는 서로 정합되는 끼움 돌기(11b)와 요홈부(12b)를 갖는 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 하판부(12)는 열가소성 수지와 열경화성 수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 상판부(11)는 신축성 재질인 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 상판부(11)는 고무 재질인 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 상판부(11)와 상기 하판부(12) 사이의 수용 공간에 수용된 피부 투과액(14)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 지지체(13)에 체결되어 있으며, 상기 하판부(12) 외부로 돌출된 리드선(41)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 하판부(12)의 공동(空洞) 바닥면에 개재되어 상기 상판부(11)의 가압에 의해 유로를 형성하는 유연성 가압 투과체(15)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 침투용 미세 돌기 장치.
  9. 삭제
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