KR101004014B1 - 측면에 유로가 형성된 미세바늘의 구조 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 측면홈이 형성된 미세바늘 구조에 있어서, ① 측면홈의 양측벽을 이루는 한 쌍의 돌출부의 외곽면 상부가 측면홈의 바닥을 이루는 몸체부의 외곽면보다 좁고, ② 상기 돌출부의 외곽면 상부가 상기 몸체부 상부보다 짧게 형성되어 있는, 유체 이동로의 기능을 하는 측면홈이 형성된 미세바늘 구조, 그 제조방법 및 상기 미세바늘이 적용된 시트에 관한 것이다.

본 발명에 의하여, 천공된 피부조직과 미세바늘 표면 사이 또는 측면홈을 통해 유효성분이나 혈액이 효과적으로 유출입되도록 하는 구조의 미세바늘 시트를 공급할 수 있게 된다.

미세바늘, 측면홈, 유로, 피부, 침투, 유효성분, 시트, 어레이

Description

측면에 유로가 형성된 미세바늘의 구조 및 그 제작방법{Structure of a Micro-needle with a Side Channel, and Manufacturing Method of the Same}

본 발명은 측면에 유로가 형성된 미세바늘의 구조 및 그의 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측면에 유로가 형성된 면내형 미세바늘의 구조, 그의 제작방법 및 상기 구조의 미세바늘이 적용된 측면에 유로가 형성된 면내형 및 면외형 미세바늘 어레이에 관한 것이다.

피부미용 성분 또는 약물을 피부 조직을 투과시켜서 체내에 전달하는 방식은 지속적인 약물 전달이 가능하고 고통이 없으며 이용이 간편하다는 장점이 있지만, 피부 최외각의 10~60㎛ 두께의 각질층이 체내 물질의 외부 유출 및 외부 물질의 체내 침투를 막기 때문에 유효성분의 흡수율이 매우 낮다. 특히 유효성분이 친수성이거나 분자량이 크면 그 흡수율은 더욱 낮아진다.

따라서 종래 사람의 피부로부터 혈액을 추출하거나 약품을 체내로 주입하기 위하여 직경이 밀리미터 단위이고, 길이는 센티미터 단위인 바늘이 사용되어 왔다. 이러한 바늘은 피부에 존재하는 통점을 다수 자극하여 사용 시 대상자에게 상당한 고통을 준다.

이를 해결하기 위하여, 직경이 수십~수백㎛, 길이가 수백~수천㎛ 크기의 미세바늘(microneedle)이 개발되었는데, 미세바늘은 기존의 바늘에 비해 직경이 작고 길이가 짧아서 자극하는 통점의 수를 줄여 주기 때문에 대상자의 고통을 크게 줄여준다.

미세바늘 하나를 이용하면 약물 전달 효율이 낮거나 추출할 수 있는 체내 물질의 양이 매우 적기 때문에 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이 복수 개의 미세바늘이 소정의 배치에 따라 배열된 어레이(array) 형태로 사용된다. 각 미세바늘의 배치가 2차원적인이 3차원적인지에 따라 면내형(in-plane type) 미세바늘 어레이, 면외형(out-of-plane type) 미세바늘 어레이라 구분한다.

한편, 이러한 미세바늘 어레이를 이용하여 약물 등의 전달효율을 증대시키기 위해 다양하게 변형된 구조들이 개발된 바 있다.

미국특허 3964482호 및 6256533호에는, 약물이 전달될 수 있는 채널이 내부에 형성된 중공형 미세바늘이 개시되어 있다. 그러나 이들의 경우, 수십~수백㎛ 정도의 직경인 바늘의 내부에 더욱 미세한 직경의 채널이 형성되어야 하므로 고도로 정밀한 작업에 의해서만 제작될 수 있다. 나아가 이러한 방법에 의하면, 채널을 형성하기 위한 코어는 직경에 비해 길이가 상대적으로 매우 길기 때문에 공정 중에 발생하는 유체의 흐름에 의한 힘이나 몰드에 가해지는 압력에 의해 쉽게 변형될 수 있는 단점이 있다.

미국 특허 6881203호에는, 미세바늘의 표면에 유로가 형성되어 있고 이들 유로들이 미세바늘이 형성된 베이스면에 있는 통로들과 연결된 구조의 미세바늘 어레이가 개시되어 있다. 상기 자료는, 레이저가공, 사진식각(photolithography), 화학식각, 이온식각 등 다양한 방법으로 어레이에 대응되도록 기판(substrate)에 3차원의 미세바늘 형상을 모두 음각하여 몰드를 제작하는 방법(면외형 제작방법)을 제시하고 있다. 그러나 이러한 방법에 의하면, 어레이에 설치될 모든 미세바늘의 수만큼 음각을 형성해야 할 뿐 아니라, 3차원 음각을 해야 하므로 정교하고 다양한 구조의 미세바늘을 얻기 용이하지 않다.

본 발명의 발명자들에 의한 선행기술인 한국특허 682534호에는, 평판형 베이스를 기초로 사진식각공정과 전기도금공정을 수행하여 면내형 미세바늘 어레이를 제작한 후, 이를 기판에 수직으로 배열하여 면외형 미세바늘 어레이를 제작하는, 정교하고 저렴한 면외형 미세바늘 어레이의 제작방법을 제시하고 있다(도 2a, 도 2b 참조). 나아가 체내로의 약물 주입 또는 체내 물질의 추출을 용이하게 하기 위하여 미세바늘의 측면에 미세바늘의 길이방향을 따라 측면홈을 형성하는 방법을 개시한다. 구체적으로는, ① 도 3a에 도시된 바와 같이, 다양한 식각방법에 의해 이랑(103)이 형성된 베이스(100)를 이용하는 방법 ② 전기도금을 하는 단계 이전에 이랑(103)을 형성시키는 방법 및 ③ 면내형 미세바늘 어레이를 완성한 후, 레이저가공 또는 방전가공으로 측면홈을 직접 형성하는 방법을 기술하고 있다.

그러나 종래 방법에 의해 제작된 측면홈이 형성된 미세바늘의 경우 정밀성이 떨어져 1차 제작 후 미세바늘의 외형을 정교하게 다듬어야 하는 불편하고 어려운 공정이 요구된다.

한편, 미세바늘에 의한 유효성분의 피부내로의 흡수속도는 ① 체외에서 유효성분이 확산속도가 빠른 피부 깊이까지 얼마나 빨리 전달되는지와 ② 유효성분이 체내로 얼마나 빨리 확산되는지에 따라서 결정된다. 전자의 효과를 높이기 위해서 측면홈이 형성된 미세바늘이 고안된 것이다. 후자의 효과를 높이기 위한 한 가지 방법은 유효성분이 피부와 접촉하는 면적을 증가시키는 것이다. 측면홈이 형성된 미세바늘에서 홈의 폭을 증가시키면 유효성분이 피부와 접촉하는 면적이 증가된다. 그러나 피부조직은 탄성이 높기 때문에 측면홈의 폭을 증가시키면 피부가 측면홈을 막는 역할을 하고, 결과적으로 유효성분이 확산속도가 빠른 피부 깊이까지 전달되는 속도를 감소시킬 수 있다.

본 발명은 측면홈이 형성되어 있으면서 천공된 피부조직과 미세바늘 표면 사이 또는 측면홈을 통해 유효성분이나 혈액이 효과적으로 유출입되도록 하는 구조의 미세바늘을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 일관된 공정으로 간단하고 경제적으로 상기 구조의 미세바늘을 제작하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 구조의 미세바늘이 적용된 면내형 어레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 구조의 미세바늘이 적용된 면외형 어레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 기판에 약물저장용 관통홈이 형성되어 있고, 관통홈과 미세바늘의 측면홈이 연결되어 있는 상기 구조의 미세바늘이 적용된 면외형 어레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 측면에 유체 이동로의 기능을 하는 측면홈이 형성된 미세바늘 구조, 상기 구조를 가지는 미세바늘의 제조방법 및 상기 구조를 가지는 미세바늘이 적용된 면외형 시트에 관한 것이다.

이하 본 발명에서는 미세바늘의 끝을 첨부, 미세바늘이 아래를 기저부, 측면홈을 이루는 측벽을 돌출부, 측면홈의 바닥을 형성하며 상기 돌출부와 연결되는 부분을 몸체부, 돌출부와 몸체부의 측면을 외곽면이라 정의하고 설명한다. 또한 '상부'와 '하부'는 상대적으로 첨부쪽과 기저부쪽을 각각 의미하며, '상면'과 '하면'은 상대적으로 각각 측면홈쪽과 그 반대쪽을 각각 의미한다.

미세바늘 구조

본 발명은, 측면홈이 형성된 미세바늘 구조에 있어서, ① 측면홈의 양측벽을 이루는 한 쌍의 돌출부의 외곽면 상부가 측면홈의 바닥을 이루는 몸체부의 외곽면 보다 좁고, ② 상기 돌출부의 외곽면 상부가 상기 몸체부 상부보다 짧게 형성되어 있는, 유체 이동로의 기능을 하는 측면홈이 형성된 미세바늘 구조에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 한 쌍의 돌출부 및 몸체부는 상부, 즉 첨부로 갈수록 점차 좁아지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 구조를 갖는 미세바늘의 제조방법

또한 본 발명은, 다음과 같은 단계를 포함하는, 측면에 유체 이동로의 기능을 하는 측면홈이 형성된 미세바늘의 제작방법에 관한 것이다: (A) 투광성 기판위에 미세바늘 평단면 형상의 광차단 패턴을 형성하는 단계; (B) 상기 기판위에 감광제를 도포한 후, 측면홈에 대응되는 광차단 패턴으로 마스킹하고 노광하여 측면홈을 위한 돌출부를 정의하는 단계; (C) 상기 기판위에 감광제를 도포한 후, 상기 기판의 하면으로부터 노광-현상하여 측면홈이 형성된 미세바늘용 몰드를 형성하는 단계; (D) 상기 몰드의 상면에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계; (E) 상기 전기도금 씨앗층에 도금을 수행하여 형성된 도금층을 분리하는 단계.

본 발명에서 각각의 "노광"하는 과정은 노광 후 열처리하고 현상하는 전체 과정을 의미할 수도 있고, 노광 후 열처리까지만 하고 현상은 제일 마지막단계에서만 수행하는 것을 의미할 수도 있다. 즉, 상기 단계(B)에의 "노광"은 노광 후 열처리까지만일 수도 있고, 현상까지 다 이루어지는 것일 수도 있다. 현상을 노광할 때마다 할 것인지, 최종적으로 한꺼번에 할 것인지는 임의로 결정할 수 있는 것이 고, 어떤 과정을 택하더라도 결과는 동일한 것임은 당업자에게 주지의 사실이므로 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다. 다만 각 단계에서 현상까지 진행하는 경우, 공정이 증가하고, 표면에 요철이 발생할 수 있어 추후에 도포되는 감광재가 고르지 않게 될 가능성이 있다. 이하 언급되는 "노광"도 같은 의미이다.

본 발명의 상기 단계(B)에서, 측면홈에 대응되는 광차단 패턴은, 첨부에 상기 측면홈에 대응되는 슬릿이 형성되어 있고, 폭과 길이가 상기 단계(A)에서의 미세바늘 평단면 형상의 광차단 패턴보다 소정 크기만큼 작게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 측면홈에 대응되는 광차단 패턴이 상기 평단면 형상의 광차단 패턴의 내부에 위치되도록 하는 것이 좋다. 이렇듯 측면홈에 대응되는 광차단 패턴이 상기 미세바늘 평단면 형상의 광차단 패턴의 내부에 포개질 수 있는 크기와 위치가 되도록 하여 바늘 첨부와 측면홈의 첨부가 교차되지 않도록 함으로써 미세바늘의 첨부가 깨끗하게 정돈된 상태로 제작이 가능하게 된다.

또한 본 발명에서, 상기 미세바늘 평단면 형상의 광차단 패턴과 측면홈에 대응되는 광차단 패턴은 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 광차단 패턴은 하나의 미세바늘 평단면 형상이거나, 미세바늘 평단면 형상이 복수개로 병렬된 구조일 수 있다. 복수개 병렬구조인 경우, 그에 대응하여 측면홈에 대응되는 패턴도 복수개의 측면홈에 대응되는 형상이 병렬되도록 해야 함은 당연하다.

또한 본 발명에서, 미세바늘의 첨부가 뾰족하게 형성될 수 있도록 상기 단계(C)에서, 노광은 경사지게 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 상기 (A)~(E) 단계 이후에, (F) 상기 분리된 도금층을 원형으로 하여 음각 몰드를 제작하는 단계; (G) 상기 음각 몰드를 이용하여 폴리머 재질의 성형물을 얻는 단계;가 추가될 수도 있다. 이에 의해 소량의 금속성 원형을 기초로 많은 수의 미세바늘 및 미세바늘 시트를 경제적으로 제조할 수 있게 된다.

상기 구조를 갖는 미세바늘이 적용된 미세바늘 시트

또한 본 발명은 전술한 구조의 미세바늘이 적용된 면외형 미세바늘 시트(어레이)에 관한 것이다.

상기 미세바늘 시트에 약물저장 또는 이동용 관통홈이 형성되어 있고, 관통홈과 상기 미세바늘의 측면홈이 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 전술한 제작과정에서 측면홈에 대응되는 패턴의 하부가 기저부까지 이어지도록 확장시키는 것이 좋다. 이에 의해 미세바늘 어레이의 반대측면에 존재하거나, 관통홈에 존재하게 될 유효성분이 효율적으로 미세바늘의 측면홈을 통해 피부조직 내로 효과적으로 통과할 수 있게 된다.

통상의 미세바늘이 적용된 미세바늘 시트 내지 어레이 및 그의 제작방법이 종래 기술에 상세히 언급되어 있기에 이에 대한 구체적 설명을 생략한다.

본 발명에 의하여, 천공된 피부조직과 미세바늘 표면 사이 또는 측면홈을 통해 유효성분이나 혈액이 효과적으로 유출입되도록 하는 구조의 미세바늘 시트를 공급할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 노광-현상-도금의 공정만으로도 측면에 유체 이동로의 기능을 하는 측면홈이 형성된 미세바늘 간단하고 경제적으로 제작할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 미세바늘의 첨부가 깔끔하게 정리된 형태로 제작할 수 있기 때문에 제작된 제품을 다듬는 과정을 생략할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 측면홈이 형성된 미세바늘을 이용하여 면내형 및 면외형 어레이를 제작하여 이용하는 경우, 미세바늘에 의해 각질층을 투과하는 미세 구멍(측면홈)이 만들어지므로 인슐린, 호르몬제제 등 분자량이 큰 약물도 효과적으로 경피전달이 가능하며, 신경이 없는 표피층까지만 침투되면 통증도 없어서 약물 전달을 매우 용이하게 할 수 있다.

이하 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면과 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명 하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

도 4a 및 도 4b에 각각 본 발명에 의한 구조와 종래기술에 의한 미세바늘의 예시적 사시도를 도시하였다.

종래기술에 의한 미세바늘은 통형 몸체부(3)의 일측에 단순히 측면홈(1)이 형성된 구조로 되어 있다. 이러한 구조는 체외에서 유효성분이 피부 깊이까지 빨리 전달되도록 하는 효과가 있다. 하지만 유효성분이 피부와 접촉하는 면적을 증가시키기 위해서 홈의 폭을 증가시키면, 탄성이 높은 피부조직이 측면홈(1) 내부로 밀려들어가서 홈을 막게 된다. 따라서 종래기술에 의한 측면홈(1)이 있는 미세바늘은 비록 측면홈(1)이 없는 미세바늘 보다는 외부의 유효성분 침투속도가 빠르지만 비효율적인 면이 여전히 존재한다.

반면에 본 발명에 의한 미세바늘은 외형적으로는 몸체부(3)와 한 쌍의 돌출부(2)로 구성된 3 파트가 결합하면서 측면홈(1)을 형성한 것처럼 보이는 구조이다. 상기 한 쌍의 돌출부(2) 및 몸체부(3)는 상부, 즉 첨부(11)로 갈수록 점차 좁아지도록 하는 것이 바람직하다. 이때 ① 한 쌍의 돌출부(2)의 외곽면 상부가 몸체부(3)의 외곽면보다 좁고, ② 돌출부(2)의 외곽면 상부가 상기 몸체부(3) 상부보다 짧게 형성된다. 즉, 몸체부(3)의 평면 내부에 한 쌍의 돌출부(2)가 적치된 듯한 구조를 이루고 있다. 이에 따라 몸체부(3)와 돌출부(2)의 외곽면 사이에는 어느 정도의 여유공간이 형성된다.

이러한 본 발명의 미세바늘 구조를 갖게 됨으로써, 미세바늘이 피부에 적용될 때, 측면홈을 따라서 전달된 유효성분이 첨부(11)쪽에 있는 몸체부(3)와 돌출부(2) 사이의 여유공간까지 전달되며, 이 여유공간은 피부조직과 접하는 면적도 넓기 때문에, 유효성분의 체내로의 확산 효율을 증대시킬 수 있다.

도 5a 및 도 5b에 본 발명에 의한 측면홈(1)이 형성된 미세바늘용 몰드의 제작과정의 일예를 개념적으로 도시하였다. 도 5a와 도 5b는 측면홈(1)에 대응되는 광차단 패턴의 구조가 다른 점 이외에는 동일한 과정에 대한 예시이다. 도에서 좌측은 제작과정의 사시도이고, 우측은 제작과정 중 상태의 횡단면도이다.

단계 (A)에서는 먼저, 투광성 기판위에 미세바늘 평단면 형상에 대응되는 광차단 패턴을 형성한다. 이어서 단계(B)에서, 상기 기판위에 감광제를 측면홈(1)의 깊이만큼의 두께로 도포한 후, 측면홈(1)에 대응되는 패턴으로 마스킹하고 노광하여 측면홈(1)을 위한 돌출부(2)를 정의한다. 단계 (C)에서는, 측면홈(1)을 위한 돌출부(2)가 형성된 상기 기판위에 바늘의 두께와 같은 두께로 감광제를 도포한 후, 상기 기판의 하면으로부터 노광-현상한다. 이 과정에 의해 측면홈(1)이 형성된 미세바늘용 몰드를 얻을 수 있다. 이어서 도시를 생략하였지만, 상기 몰드의 상면에 전기도금 씨앗층을 증착한 후(단계 D), 상기 전기도금 씨앗층에 도금을 수행하여 형성된 도금층을 분리하여(단계 E) 본 발명에 의한 측면홈(1)이 형성된 미 세바늘을 얻게 된다.

필요한 경우 분리된 도금층을 그라인딩, 래핑 또는 폴리싱하는 마무리 공정이 추가될 수 있다.

도 6에 본 발명에 의한 측면홈(1)이 형성된 미세바늘 제작과정의 일예를 개념적으로 도시하였다.

도 6에서의 제작예는, 광차단 패턴을 미세바늘 첨부(11)에 대응되는 패턴과 미세바늘 기저부(12)에 대응되는 패턴으로 분리하여 작업을 수행한다. 즉, 상기 단계(A)에서, 미세바늘 첨부(11)의 평단면 형상인 광차단 패턴을 사용하여 미세바늘 첨부(11)의 형태를 먼저 확정한 후, 상기 단계(C)에서, 하면으로부터 노광한 후 상면에 미세바늘 기저부(12)의 평단면 형상의 광차단 패턴을 얹고 상면으로부터 노광한 후 현상하여 측면홈(1)이 형성된 미세바늘용 몰드를 얻는다. 이후 공정은 동일하다.

<실시예>

하기 실시예에서는 노광을 위한 광원으로 자외선을, 투광성 기판으로는 유리기판을, 감광제로는 자외선용 음성감광제를, 전기도금 씨앗층으로는 티타늄층을, 도금은 니켈도금을 각각 활용하였다. 그러나 다양한 소재를 활용한 다양한 기법을 선택하여 동일한 결과를 얻을 수 있음은 당연하기에 다양한 변형예에 대한 설명을 생략한다. 또한 본 발명에 의해 제작된 미세바늘을 기반으로 면내형 미세바늘 어레이, 면외형 미세바늘 어레이 역시 종래기술을 참조하여 용이하게 제작할 수 있으므로 설명을 생략한다.

본 발명을 실시하기 위하여 필요한 소재와 기법들에 대해서는 본 발명의 발명자들이 출원하여 등록받은 한국특허 682534호를 포함한 선행기술을 참조할 수 있을 것이다.

실시예 1 : 바늘의 첨부에 대응하는 패턴과 바늘의 기저부에 대응하는 패턴을 분리하여 적용한 예 (도 6 참조)

자외선이 투과될 수 있는 유리 기판 위에 자외선을 차단할 수 있는 크롬을 증착하고 미세바늘의 바늘 첨부 모양을 정의하는 바늘 첨부 패턴 자외선 마스크를 이용한 사진식각 공정을 수행하여 크롬 층에 미세바늘의 첨 모양을 형성하였다(단계 ⓐ, ⓑ).

이어서 상기 기판위에 음성감광재인 SU-8을 계획하고 있는 측면홈의 깊이만큼 도포하고, 측면홈 형상을 정의하는 측면홈 패턴 마스크를 이용하여 노광하고 열처리 공정을 수행하였다. 이에 의해 자외선에 노출된 영역은 경화되어 후 공정에서 현상할 때에 제거되지 않으므로, 측면홈을 위한 돌출부가 형성된다(단계 ⓒ).

이어서, 상기 기판 위에 SU-8을 계획하고 있는 바늘의 두께보다 두껍게 도포한 후에 유리기판 쪽(하부)에서 자외선을 경사지도록 노광하였다. 경사 노광을 하면 크롬층의 패턴 형상이 마스크 역할을 하여 3차원의 바늘 첨부 형상을 정의할 수 있다(단계 ⓓ).

이어서 SU-8이 도포된 면 위에 바늘 기저부의 외형을 정의하는 바늘 기저부 패턴 마스크를 얹고 노광을 한 후에 열처리를 하고 현상하였다. 이에 의해 자외선에 노출되지 않은 부분의 SU-8이 제거되어 음각 형태의 미세바늘 형상 몰드를 얻는다(단계 ⓔ, ⓕ).

상기 몰드 위에 전기도금 씨앗층을 증착하고 니켈 도금을 수행한 후(단계 ⓖ)에 니켈 층을 기판에서 떼어내고, 필요이상으로 두껍게 도금된 부분을 연삭 공정을 이용하여 제거하여 측면에 유로가 있는 미세바늘을 제작하였다(단계 ⓗ).

실시예 2 : 바늘 전체 형상에 대응하는 패턴을 적용한 예 (도 6 참조)

단계 ⓐ, ⓑ에서, 미세바늘의 첨부 및 기저부를 포함하는 전체 형상을 정의하는 자외선 마스크를 이용한 점 및 단계 ⓔ, ⓕ를 생략한 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 미세바늘을 제작하였다.

경우에 따라서는 상기 단계 ⓓ에서 바늘의 첨부 쪽은 경사노광하고, 바늘의 기저부 쪽은 수직노광하는 것이 바람직하다.

실시예 3 : 바늘의 첨부 패턴과 측면홈 패턴의 위치관계를 달리한 예

(1) 측면홈 패턴이 바늘 첨부 패턴 밖으로 확장되도록 하여(도 7a, 도 5a 참조) 상기 실시예 1 또는 2의 방법에 따라 미세바늘을 제작하였다(도 7b).

그 결과, 사진에서도 볼 수 있듯이, 바늘 끝부분에 불필요한 니켈막이 형성 되어 이를 정리하는 작업이 필요하였다.

이러한 현상은, 도 7a에서 보듯이, 바늘 첨부를 정의하는 마스크의 패턴(점선으로 표시)과 측면홈을 정의하는 마스크의 패턴(실선으로 표시)이 서로 교차하기 때문인 것으로 파악되었다. 즉, 감광제를 측면홈의 높이로 도포하고 노광을 한 후에 열처리를 하면 노광된 부분은 경화가 되기 때문에 경화되지 않은 부분과 굴절율이 달라지게 된다. 이후 단계 ⓓ에서 바늘 끝 모양을 정의하기 위해서 유리 기판쪽에서 자외선이 입사될 때에 경화된 부분과 경화되지 않은 부분의 경계면에서 빛의 경로가 바뀌어, 경계의 연장부분은 자외선에 노출되지 않기 때문에 그 부분의 감광제는 경화되지 않고 현상액에 녹게 되어 니켈이 그 부분에도 도금이 되어 니켈막이 형성되는 것이다.

(2) 위와 같이 불필요한 니켈막이 형성되는 것을 방지하기 위하여, 측면홈 패턴(실선으로 표시)이 바늘 첨부 패턴(점선으로 표시)의 내부에 위치하도록 하여(도 8a, 도 5b 참조) 상기 실시예 1 또는 2의 방법에 따라 미세바늘을 제작하였다(도 8b).

이러한 방법을 적용함으로써, 도 8b의 사진에서 볼 수 있듯이, 불필요한 니켈막이 형성되지 않아 후속 정리작업이 필요없는 유로용 측면홈이 형성되어 있는 미세바늘을 제작하였다.

실시예 4 : 면외형 미세바늘 시트의 제조

상기 실시예에 의해 제조된 미세바늘이 적용되고, 시트(20)에 약물저장 또는 이동용 관통홈(4)이 있고, 관통홈(4)과 상기 미세바늘의 측면홈(1)이 연결되어 있는 구조의 면외형 미세바늘 시트(20)를 제작하였다. 구체적인 제작방법은 종래기술에 널리 알려져 있으므로 설명을 생략한다.

그 결과 도 9에 첨부된 바와 같은 시트(20)를 얻을 수 있었다.

도 1a는 면내형 미세바늘 어레이의 일예를 도시한 사시도,

도 1b는 면외형 미세바늘 어레이의 일예를 도시한 사시도,

도 2a는 종래기술에서 면내형 미세바늘 어레이 제작방법의 순서도,

도 2b는 종래기술에서 면외형 미세바늘 어레이 제작방법의 순서도,

도 3a 및 도 3b는 종래기술에서 이랑이 형성된 베이스를 도시한 사시도,

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명에 의한 구조와 종래기술에 의한 미세바늘의 일 예를 보여주는 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 측면홈(1)이 형성된 미세바늘용 몰드의 제작과정의 일예를 보여주는 개념도,

도 6는 본 발명에 의한 측면홈(1)이 형성된 미세바늘의 제작과정의 또 다른 일예를 보여주는 횡단면도,

도 7a 및 7b는 각각 본 발명에 의한 미세바늘 제작과정에서 측면홈(1) 패턴이 바늘의 첨부(11) 패턴의 밖으로 돌출된 경우의 개념도 및 그 결과로 제작된 미세바늘의 사진,

도 8a 및 8b는 각각 본 발명에 의한 미세바늘 제작과정에서 측면홈(1) 패턴이 바늘의 첨부(11) 패턴의 내부에 위치된 경우의 개념도 및 그 결과로 제작된 미세바늘의 사진.

도 9는 본 발명에 의한 구조의 미세바늘이 적용된 면외형 미세바늘 시트(20)의 제작예를 보여주는 사진.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 미세바늘 20. 미세바늘 시트

1. 측면홈 2. 돌출부 3. 몸체부

4. 관통홈 11. 첨부 12. 기저부

Claims (11)

1. 측면에 유체 이동로의 기능을 하는 측면홈이 형성된 미세바늘 구조에 있어서,

   측면홈의 양측벽을 이루는 한 쌍의 돌출부의 외곽면 상부가 측면홈의 바닥을 이루는 몸체부의 외곽면보다 좁고, 상기 돌출부의 외곽면 상부는 상기 몸체부 상부보다 짧게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 돌출부 및 몸체부는 상부로 갈수록 점차 좁아진 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘 구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 구조의 미세바늘 제조방법으로서,

   (A) 투광성 기판위에 미세바늘 평단면 형상의 광차단 패턴을 형성하는 단계;

   (B) 상기 기판위에 감광제를 도포한 후, 측면홈에 대응되는 광차단 패턴으로 마스킹하고 노광하여 측면홈을 위한 돌출부를 형성하는 단계;

   (C) 상기 기판위에 감광제를 도포한 후, 상기 기판의 하면으로부터 노광-현상하여 측면홈이 형성된 미세바늘용 몰드를 형성하는 단계;

   (D) 상기 몰드의 상면에 전기도금 씨앗층을 증착하는 단계;

   (E) 상기 전기도금 씨앗층에 도금을 수행하여 형성된 도금층을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘의 제작방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 단계(B)에서, 측면홈에 대응되는 광차단 패턴은, 첨부에 상기 측면홈에 대응되는 슬릿이 형성되어 있고, 폭과 길이가 상기 단계에서의 미세바늘 평단면 형상의 광차단 패턴보다 소정 크기만큼 작은 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘의 제작방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 미세바늘 평단면 형상의 광차단 패턴과 측면홈에 대응되는 광차단 패턴은 상부로 갈수록 폭이 좁은 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘의 제작방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 단계(A)에서, 광차단 패턴은 미세바늘 첨부의 평단면 형상이며,

   상기 단계(C)에서, 하면으로부터 노광한 후 상면에 미세바늘 기저부의 평단면 형상의 광차단 패턴을 얹고 상면으로부터 노광한 후 현상하는 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘의 제작방법.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 광차단 패턴은 하나 또는 복수개로 병렬된 미세바늘 평단면 형상인 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘의 제작방법.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 단계(C)에서, 노광은 경사지게 이루어지는 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘의 제작방법.
9. 제 3 항에 있어서,

   (F) 상기 분리된 도금층을 원형으로 하여 음각 몰드를 제작하는 단계;

   (G) 상기 음각 몰드를 이용하여 폴리머 재질의 성형물을 얻는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측면홈이 형성된 미세바늘의 제작방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 구조의 미세바늘이 적용된 면외형 미세바늘 시트.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 시트에 약물저장 또는 이동용 관통홈이 형성되어 있고, 관통홈과 상기 미세바늘의 측면홈이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 면외형 미세바늘 시트.

Images