KR101152486B1 - 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피부를 통해서 약물을 전달하는 마이크로니들 패드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈이 형성된 시트 형상의 몰드원단에 약물성분이 포함된 원료물질을 일정 두께로 도포하고, 마이크로니들 몰드 홈과 연통된 관통홈을 통해 원료물질을 진공 흡입하여 끝이 뾰쪽한 다수 개의 마이크로니들을 갖는 패드원단을 연속적으로 제조한 후, 이 패드원단을 커팅하여 마이크로니들 패드를 대량으로 생산하는 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마이크로니들 패드 제조방법은, 다수 개의 몰드용 마이크로니들이 형성된 금형드럼 위에 용융된 원료물질을 일정 두께로 도포하여 일 측면에 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈이 형성된 몰드원단를 만드는 몰드원단 제조공정과; 상기 공정에서 제조된 몰드원단의 상면에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 원료물질을 일정 두께로 도포하여 다수 개의 마이크로니들이 일체로 형성된 패드원단을 만드는 패드원단 제조공정과; 상기 공정에서 제조된 패드원단을 소정 크기와 형태로 절단하여 다수 개의 마이크로니들 패드로 만드는 마이크로니들 패드 제조공정;을 포함하여 구성된다.

마이크로니들, 몰드원단, 패드원단, 진공, 진동, 약재성분, 경피

Description

마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치{METHOD AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF MICRONEEDLE PAD}

본 발명은 피부를 통해서 약물을 전달하는 마이크로니들 패드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈이 형성된 시트 형상의 몰드원단에 약물성분이 포함된 원료물질을 일정 두께로 도포하고, 마이크로니들 몰드 홈과 연통된 관통홈을 통해 원료물질을 진공 흡입하여 끝이 뾰쪽한 다수 개의 마이크로니들을 갖는 패드원단을 연속적으로 제조한 후, 이 패드원단을 커팅하여 마이크로니들 패드를 대량으로 생산하는 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치에 관한 것이다.

보통 약물전달 기술로는 입으로 투여하는 경구 투여 방법과 주사바늘을 이용하여 주입하는 비경구 주입 방법이 있다. 그러나 경구 투여 방법은 위장관을 통과하지 못하거나 장흡수가 원활하지 못한 약물의 경우에는 적용할 수 없는 한계가 있으며, 주사바늘을 사용하는 기술은 약물 전달은 매우 효과적이나 환자에게 공포감과 통증을 주고 약물 전달을 지속적으로 유지하기 어려운 문제가 있다.

이에 따라 지속적인 약물 전달이 가능한 경피 투여 방법이 대안으로 제시되 고 있다. 경피 투여 방법은 피부를 가로질러 약물을 신체내부로 확산시키는 방법이다. 그러나 경피 투여 방법은 약물의 피부 투과성이 떨어지기 때문에 널리 사용되지 못하고 있었다.

잘 알려진 바와 같이, 피부는 각질층, 표피층 및 진피층으로 구성되는데, 피부의 최외각층인 각질층은 통상 10 내지 20 마이크론(㎛) 두께의 죽은 세포층이다. 이 각질층은 주로 세라마이드인 지질의 소수성 세포밖 기질로 둘러싸인 친수성 케라티노사이트를 함유한다. 따라서 각질층은 약물 또는 다른 분자의 경피 유입에 대한 장벽으로 작용한다. 그리고 각질층 아래는 50 내지 100㎛ 두께의 표피층이 있다. 이 표피층에는 혈관은 없지만 확산에 의해 대사물질이 자유롭게 교환된다. 그리고 표피층의 아래에 있는 진피층은 1 내지 3mm의 두께이고 혈관, 임파선 및 신경 등이 있다. 따라서 경피를 통해 약물을 전달할 때는 약물이 진피층까지 도달하면 혈액 등을 통해 신체의 다른 부분으로 신속하게 확산될 수 있다.

이와 같이, 경피를 이용한 약물 확산이 어려운 것은 각질층 때문이다. 따라서 최근에 약물 전달 속도를 향상시키기 위해서, 화학적 인핸서, 이온삼투요법(iontophoresis), 전기 천공법(electroporation), 초음파 및 열 소자를 이용하여 경피 약물 전달을 보강하는 방법이 꾸준히 개발되고 있다. 그러나 이들 기술도 약물의 형태에 따라 적합하지 않은 경우가 많고 피부에 부작용을 일으키는 등의 문제가 있다.

마이크로니들도 경피를 통한 약물 확산을 위해 개발된 것이다. 마이크로니들(직경이 1mm이하)은 크게 마이크로니들 내부의 통로를 통해 약물을 전달하는 방 법과 각질층에 바늘구멍을 천공하고 이 바늘구멍을 통해 마이크로니들 바깥면에 도포된 약물을 피부로 전달하는 방법과, 마이크로니들이 피부에 삽입된 상태에서 마이크로니들이 용해되어 약물을 피부 속으로 전달하는 방법이 있다. 이 중에서 피부에서 용해되는 마이크로니들은 감염을 일으키지 않고 사용 중에 마이크로니들이 부러지더라도 피해를 입지 않는다는 장점을 가지고 있다.

본 발명은 마이크로니들과 관련된 것으로서, 특히 피부에 바늘구멍을 형성하는 마이크로니들과 피부에 삽입되어 용해되는 마이크로니들과 관련된다. 일반적으로 마이크로니들은 피부에 부착하는 접착시트를 포함하여 구성된다. 이와 같이 접착시트가 구비된 마이크로니들을 '마이크로니들 패치'라 한다.

종래의 마이크로니들 패드 제조방법은 금형을 이용하여 개개의 마이크로니들을 성형한 후, 성형된 마이크로니들에 접착시트나 보호필름을 부착하는 방식으로 제조한다. 또한, 종래의 제조방법은 마이크로니들의 단부를 뾰쪽하게 만들거나 마이크로니들에 포함된 약재성분이 마이크로니들의 팁 부분에 집중되도록 원심분리기를 사용하였다. 원심분리기로 마이크로니들을 고속으로 회전시키면, 마이크로니들이 뾰쪽하게 성형되고 약물이 마이크로니들의 팁에 집중된다. 그러나 종래의 금형이나 원심분리기를 사용하는 마이크로니들 패치 제조방법은 배치식(batch type)이므로 다량 생산에 적합하지 못하였다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 연속적으로 공급되고 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈이 형성된 몰드원단에 약물성분이 포함된 원료물질을 도포하여 패드원단을 연속적으로 제조한 후, 충분히 건조된 패드원단을 소정 크기와 형태로 커팅하여 다양한 크기와 형태의 마이크로니들 패드를 대량으로 생산할 수 있는 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 몰드원단에 형성되고 마이크로니들 몰드 홈과 연통되어 있는 관통홀을 통해서 마이크로니들 몰드 홈 내부의 공기를 외부로 배출시킴으로써 마이크로니들의 단부가 뾰쪽하게 성형되도록 하는 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 패드원단을 제조하는 과정에서 패드원단에 진동력을 가하여 약재성분이 마이크로니들의 팁부분에 집중되도록 하는 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치를 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명은 패드원단을 연속적으로 제조할 수 있는 몰드원단과 그 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 마이크로니들 패드 제조방법은, 다수 개의 마이크로니들이 형성된 마이크로니들 패드를 제조함에 있어서,

다수 개의 몰드용 마이크로니들이 형성된 금형드럼 위에 용융 상태의 몰드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈이 형성된 몰드원단을 만드는 몰드원단 제조공정과;

상기 공정에서 만들어진 몰드원단의 상면에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 패드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 다수 개의 마이크로니들이 일체로 성형된 패드원단을 만드는 패드원단 제조공정과;

상기 공정에서 만들어진 패드원단을 충분히 건조시킨 후 소정 크기와 형태로 절단하여 다수 개의 마이크로니들 패드를 만드는 마이크로니들 패드 제조공정으로 구성된다.

본 발명에 따른 마이크로니들 패드 제조방법은, 개개의 마이크로니들 패드를 하나씩 성형하던 종래의 제조방법과 달리 마이크로니들 패드를 만들기 위한 시트형상의 패드원단을 제조한 다음, 이 패드원단을 커팅하여 개개의 마이크로니들 패드를 만드는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 마이크로니들 패드 제조방법은, 다수 개의 마이크로니들 패드를 만들기 위한 패드원단을 제조하기 위한 시트 형상의 몰드원단을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 몰드원단 제조공정은, 몰드용 원료물질을 용융시켜 압출하는 원료물질 압출단계와; 다수 개의 몰드용 마이크로니들이 형성된 금형드럼 위로 용융된 몰드용 원료물질을 공급하고 상기 금형드럼 위로 공급된 용융된 원료물질을 도포롤러로 가압하여 소정 두께의 몰드원단을 형성하는 몰드원단 형성단계와; 상기 몰드원단 형성단계에서 만들어진 몰드원단에 냉각용 공기를 분사하여 몰드원단을 경화시키는 중간 냉각단계와; 상기 중간 냉각된 몰드원단을 실리콘롤러로 가압하여 상기 금형드럼에 형성된 마이크로니들이 몰드원단에 형성된 마이크로니들 몰드 홈을 관통하도록 하여 각각의 마이크로니들 몰드 홈에 관통홀을 형성하는 관통홀 형성단계와; 상기 관통홀이 형성된 몰드원단을 냉각 수조를 통과시켜 완전히 경화시키는 최종 냉각단계와; 완전히 경화된 몰드원단을 공급롤에 감는 몰드원단 권취단계로 구성된다.

상기한 패드원단 제조공정은, 상기 몰드원단 제조공정에서 만들어진 몰드원단을 회전드럼의 외주면을 따라 공급하는 몰드원단 공급단계와; 상기 회전드럼을 따라 이동하는 몰드원단 위에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 패드용 원료물질을 일정한 두께로 도포하여 다수 개의 마이크로니들이 형성된 소정 두께의 패드원단을 만드는 패드원단 형성단계와; 상기 패드원단 위에 보호시트를 부착하는 보호시트 부착단계와; 상기 패드원단이 형성된 몰드원단의 저면에 진공 흡입력을 작용시켜 몰드원단에 형성된 다수 개의 관통홀을 통해 각각의 마이크로니들 몰드 홈 내부의 공기를 외부로 배출하여 마이크로니들의 끝을 뾰족하게 하는 진공 흡입 단계와; 다수 개의 마이크로니들이 형성된 패드원단에 진동력을 부가하여 마이크로니들의 약재성분이 마이크로니들의 끝부분에 집중되도록 하는 진동단계를 포함하여 구성된다.

이어서, 상기 마이크로니들 패드 제조공정은, 상기한 패드원단 제조공정에서 제조된 패드원단을 충분한 시간동안 건조 또는 경화시키는 경화단계와; 충분히 경화된 패드원단을 소정 크기와 형태의 마이크로니들로 커팅하는 커팅단계와; 커팅된 마이크로니들에 접착시트를 부착하는 접착시트부착단계를 포함하여 구성된다.

상기한 몰드원단 제조공정, 패드원단 제조공정 및 마이크로니들 패드 제조공정은 하나의 라인상에 설치된 다수 개의 장치에 의해 연속적으로 실행되거나, 서로 다른 라인에 설치된 다수 개의 장치에서 각각 별도로 실행될 수 있다.

이어서, 본 발명에 따른 방법을 실현하기 위한 몰드원단 제조장치는, 입자 또는 분말상태의 원료물질을 공급하는 호퍼와 원료물질을 용융시켜 압출하는 압출기로 이루어진 압출공급장치와; 외주면의 양단에 돌출부가 형성되고 상기 돌출부 사이에 다수 개의 몰드용 마이크로니들이 배열된 금형드럼과; 상기 금형드럼의 돌출부와 접촉되어 회전하고 상기 돌출부의 안쪽 부분에 소정 두께의 몰드원단을 형성하는 도포롤러와; 상기 도포롤러의 하단에 설치되고 상기 금형드럼의 외주면을 따라 이동하는 몰드원단을 향하여 공기를 송풍하는 송풍장치와; 상기 금형드럼의 외주면을 따라 회전하는 몰드원단을 가압하여 상기 몰드용 마이크로니들의 선단이 상기 몰드원단을 관통하여 상기 몰드원단에 형성된 각각의 마이크로니들 몰드 홈에 관통홀을 형성하는 실리콘롤러와; 상기 관통홀이 형성된 몰드원단을 냉각시키는 냉각 수조를 포함하여 구성된다.

이어, 본 발명에 따른 패드원단 제조장치는, 상기한 몰드원단이 권취되어 있는 몰드원단 공급롤과; 상기 공급롤에서 공급되는 몰드원단을 일측으로 이송시키는 회전드럼와; 상기 회전드럼의 상부에 설치되고 상기 회전드럼의 외주면을 따라 이송하는 몰드원단 위에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 패드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 상기 몰드원단 위에 소정 두께의 패드원단을 형성하는 도포용 호퍼와; 상기 몰드원단과 함께 이송되는 패드원단의 상면에 보호시트를 부착하기 위한 시트부착장치와; 상기 시트부착장치의 하단에 설치되고 상기 패드원단과 함께 이송되는 몰드원단의 하부에 진공 흡입력을 작용시켜 상기 몰드원단에 형성된 관통홀을 통해 마이크로니들 몰드 홈 내부의 공기를 외부로 배출시켜서 마이크로니들의 끝을 뾰족하게 형성하는 진공 흡입장치와, 상기 몰드원단에 진동력을 부가하여 약제성분이 마이크로니들의 단부 쪽으로 집중되도록 하는 진동발생기를 포함하여 구성된다.

이어서, 본 발명에 따른 마이크로니들 제조장치는, 상기한 몰드원단을 소정 크기와 형태로 절단하기 위한 절단장치와; 소정 크기로 절단된 마이크로니들의 일측면에 접착시트를 부착하기 위한 접착시트 부착장치를 포함하여 구성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치에 따르면, 연속적으로 공급되는 몰드원단에 약물성분이 포함된 원료물질을 도포하여 패드원단을 연속적으로 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 시트형상으로 제조된 패드원단을 커팅하여 다양한 크기와 형태를 갖는 마이크로니들 패드를 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 또한, 패드원단을 제조하는 과정에서 몰드원단에 형성된 관통홀을 통해서 마이크로니들 몰드 홈 내부의 공기를 외부로 배출시킴으로써 마이크로니들의 끝을 뾰쪽하게 성형할 수 있다.

또한, 본 발명은 패드원단을 제조하는 과정에서, 몰드원단에 소정의 진동력을 부가하여 약재성분이 마이크로니들의 하단부에 집중되어 약물 전단 효율이 향상되는 마이크로니들을 제조할 수 있다.

아울러 본 발명은 실리콘롤러를 이용하여 마이크로니들 몰드 홈과 연통된 관통홈을 용이하게 형성할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치의 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 피부를 통해서 약물을 전달하는 마이크로니들 패치의 일예를 보여주는 개략적인 단면도이다.

도시된 바와 같이. 마이크로니들 패치(1)는 마이크로니들 패드(20A)와 마이크로니들 패드(20A)를 피부에 부착하기 위한 접착시트(30)로 구성된다. 상기 마이크로니들 패드(20A)는 소정 두께의 패드본체(25)의 저면에 다수 개의 마이크로니들(24)이 일체로 형성되어 있다.

따라서 마이크로니들 패치(1)를 피부에 대고 압력을 가하면, 마이크로니들들이 피부에 박히게 된다. 그러면 마이크로니들(24)의 원료물질에 포함되어 있거나 마이크로니들(24)의 표면에 묻어 있는 약재성분이 용해되어 체내로 전달된다.

이와 같이, 마이크로니들 패치(1)는 피부에 바늘구멍을 형성하여 약물을 전 달하는 것이므로 마이크로니들(24)은 피부를 잘 뚫고 들어갈 수 있도록 끝이 뾰족하게 형성되어야 한다. 또한, 종래의 마이크로니들 패드의 제조방법은, 마이크로니들 패치(1)를 구성하는 개개의 마이크로니들 패드(20A)를 하나씩 제조하는 방식이었다. 그러나 종래의 제조방법은 생산성이 크게 떨어지므로 마이크로니들 패드를 연속적으로 대량 생산할 수 있는 새로운 방법이 요구된다.

이에 따라 본 발명은 끝이 뾰족한 마이크로니들을 갖는 마이크로니들 패드를 연속적으로 생산할 수 있는 마이크로니들 패드 제조방법 및 이를 위한 제조장치를 제공하는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 마이크로니들 패드 제조방법을 보여주는 개략적인 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따라 마이크로니들 패드 제조과정을 보여주는 구성도이다.

먼저 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 마이크로니들 패드 제조방법은, 크게 몰드원단 제조공정(S1), 패드원단 제조공정(S2), 마이크로니들 패드 제조공정(S3)로 이루어진다. 상기 몰드원단 제조공정(S1)은 원료물질을 시트 형상으로 가공하는 공정이고, 상기 패드원단 제조공정(S2)은 몰드원단의 일 측면에 약재성분이 포함된 원료물질을 도포하여 시트 형상으로 가공하는 공정이며, 상기 마이크로니들 패드 제조공정(S3)은 시트 형상의 패드원단을 커팅하여 다수 개의 마이크로니들 패드(20A)를 제조하는 공정이다.

보다 구체적으로, 상기 몰드원단 제조공정(S1)은, 다수 개의 몰드용 마이크로니들이 형성된 금형드럼 위에 용융된 몰드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈이 형성된 몰드원단을 만드는 단계이고, 상기 패드원단 제조공정(S2)은 상기 몰드원단의 상면에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 패드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 다수 개의 마이크로니들이 일체로 형성된 패드원단을 만드는 단계이다.

도 3을 참조하면, (a)단계에서 (e)단계는 몰드원단 제조공정(S1)이고, (f)단계에서 (i)단계는 패드원단 제조공정(S2)이다. 그리고 (j)단계는 마이크로니들 패드 제조공정(S3)이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 마이크로니들 패드 제조방법의 제 1의 특징은, 패드원단을 연속적으로 생산하는 것이다. 패드원단은 다수 개의 마이크로니들 패드(20A)를 만들기 위한 몰드로 롤 형태로 권취할 수 있다. 연속적으로 공급되는 몰드원단을 이용하여 패드원단을 연속적으로 제조하면 마이크로니들 패드를 대량으로 생산할 수 있다.

본 발명의 제 2의 특징은, 진공 흡입력을 이용하여 마이크로니들의 끝을 뾰족하게 형성하는 것이다. 종래에는 원심력을 이용하여 마이크로니들의 끝을 뾰족하게 하는 방법이 사용되었으나, 보통 원심 분리기는 대량생산에 적합하지 않다. 따라서 본 발명은 연속적으로 공급되는 몰드원단의 일 측면에 진공 흡입력을 작용시켜 대량생산이 가능한 방법을 개시한다.

먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 패드원단 제조방법 및 장치를 설명한다. 도 4는 패드원단 제조공정을 보여주는 흐름도이고, 도 5는 패드원단을 제조하기 위한 장치를 보여주는 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패드원단 제조공정은, 크게 몰드원단 공급단계(S210), 패드원단 형성단계(S220), 보호시트 부착단계(S230), 진공흡입단계(S240), 진동단계(S250), 냉각단계(S260)로 구성된다.

상기 몰드원단 공급단계(S210)는 소정의 공급롤(71)에 감겨 있는 몰드원단(10)을 회전드럼(73)의 외주면을 따라 접촉시켜 공급하는 단계이다. 상기 몰드원단(10)은 후술하는 모드원단 제조공정을 통해서 미리 제조된 것이다.

상기 패드원단 형성단계(S220)는 상기 회전드럼(73)을 따라 이동하는 몰드원단(10) 위에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 패드용 원료물질을 일정한 두께로 도포하여 소정 두께의 패드원단(20)을 형성하는 단계이다. 상기 패드용 원료물질과 약재성분은 당해 분야에서 널리 알려진 것 또는 앞으로 개발될 것 어느 것이나 사용될 수 있으나 본 발명을 실현하는데 직접적으로 관련되지 않으므로 상세한 설명을 생략한다.

상기 보호시트 부착단계(S230)는 상기 패드원단(20) 위에 소정의 보호시트(40)를 부착하는 단계이다. 이 보호시트(40)는 경우에 따라서 생략될 수 있다.

상기 진공흡입단계(S240)는 상기 패드원단(20)이 형성된 몰드원단(10)의 저면에 진공 흡입력을 작용시켜 몰드원단(10)에 형성된 다수 개의 관통홀을 통해서 마이크로니들 몰드 홈(11) 내의 공기를 외부로 배출하여 패드원단(20)의 저면에 형성된 마이크로니들(24)의 끝을 뾰족하게 하는 단계이다.

상기 진동단계(S250)는 패드원단(20)에 상하 또는 좌우로 진동을 가하여 용융상태의 마이크로니들 원료물질에 포함되어 있는 약재성분이 하부로 이동하여 마 이크로니들의 선단부에 집중되도록 하는 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 패드원단 제조장치(70)는, 몰드원단(10)이 권취되어 있는 몰드원단 공급롤(71)과, 상기 공급롤(71)에서 공급되는 몰드원단(10)을 일 측으로 이송시키는 회전드럼(73)와, 상기 회전드럼(73)의 상부에 설치되고 상기 회전드럼(73)의 외주면을 따라 이동하는 몰드원단(10) 위에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 패드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 상기 몰드원단(10) 위에 소정 두께의 패드원단(20)을 형성하는 도포용 호퍼(75)와, 상기 몰드원단(10)과 함께 이송되는 패드원단(20)의 상면에 보호시트(40)를 부착하기 위한 시트부착장치(77)와, 상기 시트부착장치(77)의 하단에 설치되고 상기 패드원단(20)과 함께 이송되는 몰드원단(10)의 하부에 진공 흡입력을 형성하여 상기 몰드원단(10)의 관통홀(13)을 통해 마이크로니들 몰드 홈(11) 내부의 공기를 배출시켜 마이크로니들(24)의 팁을 뾰족하게 하는 진공 흡입장치(79)를 포함하여 구성된다.

상기 몰드원단(10)은 공급롤(71)에 권취될 수 있도록 얇은 시트 형상으로 이루어진다. 그리고 상기 몰드원단(10)의 상면에는 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈(11)이 형성되어 마이크로니들을 형성하는 주형(매트릭스)이 된다. 상기 마이크로니들 몰드 홈(11)은 마이크로니들(24)과 같은 형태로 원추형, 사면체 또는 삼면 체의 홈으로 이루어진다.

상기 몰드원단(10)은 공급롤(65)에 감겨서 연속적으로 공급된다. 상기 공급롤(65)에 감겨 있는 몰드원단(10)은 회전드럼(73)의 회전에 따라 외주면에 접촉되어 일 측으로 이송된다. 그리고 상기 회전드럼(73)의 회전에 따라 이동하는 몰드원단(10) 위에 약재성분이 포함된 패드용 원료물질이 공급된다.

상기 도포용 호퍼(75)는 회전드럼(83)의 최상단 상부 수직으로 설치되고 용융 또는 점액 상태의 원료물질을 공급한다. 이때 상기 도포용 호퍼(75)는 회전드럼(83)의 외주면을 따라 이동하는 몰드원단(10)으로 부터 일정 거리 이격되게 설치되고, 상기 도포용 호퍼(75)에는 패드원단(20)의 두께를 조절하는 두께 조정용 칼날(76)이 상하로 이동가능하게 설치된다.

상기 시트부착장치(77)는 회전드럼(73)의 어깨 쪽에 접선방향으로 설치되어 보호시트(40)를 패드원단(20)의 상면에 부착한다. 상기 시트부착장치(77)는 상기 회전드럼(73)에 근접하게 설치되어 보호시트(40)를 패드원단(20)의 상면에 부착하는 가압드럼(177)과 상기 가압드럼(177)으로 보호시트(40)를 공급하는 공급드럼(277)으로 구성된다.

상기 진공흡입장치(79)는 보호시트(40)가 부착된 패드원단(20)과 함께 이송되는 몰드원단(10)을 외주면에 밀착시켜 이송시키는 진공드럼(179)과, 상기 진공드럼(179) 내부에 설치되고 상기 진공드럼의 관통 구멍을 통해 몰드원단(10)의 마이크로니들 몰드 홈(11) 내부의 공기를 흡입하는 진공장치(279)로 이루어진다. 이러한 진공장치(279)는 진공펌프를 포함하는 것으로 당해 분야에서 공지된 것이므로 자세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 진공흡입장치(79)는 진공드럼(179)의 후단에 설치된 진공테이블(379)를 더 포함할 수 있다. 상기 진공테이블(379)는 패드원단(20)이 밀착되어 이송되고 다수 개의 관통 구멍(375)이 형성된 테이블 상판(377)과, 상기 상판(377)의 저면에 형성된 밀폐공간(376)과, 상기 밀폐공간(376)을 진공상태로 만들기 위한 공기배출장치(374)를 포함하여 이루어진다. 그리고 상기 공기배출장치(374)는 진공펌프를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 진동장치(80)는 패드원단(20)을 이송시키는 컨베이어(85)의 저면에 설치된다. 상기 진동장치(80)는 공기 또는 전기에 의해 상하 또는 좌우로 진동하는 진동기로서, 상기 컨베이어(85)에 진동력을 가하여 패드원단(20)을 진동시킨다.

이와 같이 본 발명에 따른 패드원단 제조장치(70)를 이용하면, 상면에 보호시트(40)가 부착된 패드원단(20)을 연속적으로 생산한 수 있다. 그리고 상기 패드원단(20)을 소정 크기와 형태로 절단하여 마이크로니들 패드(20A)를 대량으로 생산할 수 있다. 이어서, 소정 크기로 절단된 마이크로니들 패드(20A)의 상면에 접착시트(30)를 부착하여 마이크로니들 패치(1)를 제조할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 패드원단 제조방법은, 연속적으로 공급되는 몰드원단(10)의 상면에 패드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 마이크로니들(24)이 일체로 형성된 패드원단(20)을 형성하는 것이다.

상기 마이크로니들(24)은 몰드원단(10)에 형성된 마이크로니들 몰드 홈(11)에 충전된 용융 또는 점성의 원료물질에 의해 형성되는데, 이때, 용융의 원료물질이 마이크로니들 몰드 홈(11)의 상부에서 하부로 내려오는 동안 마이크로니들 몰드 홈(11) 내부의 공기가 외부로 배출되지 못하고 마이크로니들 몰드 홈(11) 내부에 갇히게 되고 마이크로니들 몰드 홈(11)의 내부 압력이 증가하게 된다. 따라서 용융 성 원료물질이 마이크로니들 몰드 홈(11)의 하단 끝까지 충전되지 못하게 되어 마이크로니들(24)의 끝단이 뾰족하게 형성되지 못하게 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서, 상기 몰드원단(10)에 마이크로니들 몰드 홈(11)의 내부와 연결되는 관통홀(13)을 형성하고, 상기 몰드원단(10)의 저면에 진공 흡입력을 작용시켜 마이크로니들 몰드 홈(11)에 갇힌 공기를 관통홀(13)을 통해 방출시킴으로써 용융성 원료물질이 마이크로니들 몰드 홈(11)의 하단 끝까지 공급되도록 하여 마이크로니들(24)의 끝단을 뾰족하게 형성하는 것이다.

이때, 상기 관통홀(13)은 마이크로니들 몰드 홈(11) 마다 형성되어야 하고, 진공이 가해지지 않을 때는 원단 자체의 탄성에 의해 폐쇄되고, 외측에 충분한 진공 흡입력이 작용할 경우에는 개방될 수 있어야 한다. 이러한 관통홀(13)을 형성하는 방법은 후술하는 몰드원단 제조공정에서 개시될 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 롤 형태로 감을 수 있고 마이크로니들 몰드 홈(11)에 갇힌 공기를 배출시킬 수 있는 관통홀(13)이 형성된 몰드원단(10)를 이용하여 패드원단(20)을 연속적으로 제조하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해서 마이크로니들 몰드 홈(11)과 관통홀(13)이 형성된 몰드원단(10)이 준비되어야 한다.

그리고 상기 패드원단을 제조하는 장치(70)에 의해 만들어진 패드원단(20)은, 롤 형태로 감길 수 있는 시트 형상으로 이루어지고, 일면에는 보호시트(40)가 부착되고 타 면에는 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈(11)이 형성된 몰드원단이 부착되어, 다수 개의 마이크로니들(24)이 일체로 형성되되, 상기 마이크로니들 몰드 홈(11)에 형성된 관통홀(13)을 통해 내부 공기를 배출시켜 마이크로니들(24)의 끝 이 뾰쪽하게 형성되고 소정 크기와 형태로 절단되어 다수 개의 마이크로니들 패드(12A)를 제조할 수 있다.

이하에서는 도 6 및 도 7를 참조하여 본 발명에 따른 패드원단(20)을 제조하기 위한 몰드원단 제조방법 및 장치에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명에 따른 몰드원단 제조방법을 보여주는 개략적인 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 따른 몰드원단 제조장치를 보여주는 구성도이며, 도 8은 도 7에 도시된 장치의 부분 확대도이다.

도시된 바와 같이, 몰드원단(10)을 제조하는 방법은, 몰드용 마이크로니들(155)이 형성된 금형드럼(55) 위로 몰드용 원료물질을 용융 압출하여 공급하는 원료물질 압축 공급단계(S110)와, 상기 금형드럼(55) 위로 공급된 용융된 원료물질을 도포롤러(56)로 가압하여 소정 두께의 몰드원단(10)을 형성하는 몰드원단 형성단계(S120)와, 상기 몰드원단 형성단계에서 형성된 몰드원단(10)에 냉각용 공기를 분사하여 몰드원단(10)을 일정한 정도로 경화시키는 중간 냉각단계(S130)와, 상기 중간 냉각된 몰드원단(10)을 실리콘롤러(58)로 가압하여 몰드원단(10)의 마이크로니들 몰드 홈(11)에 관통홀(13)을 형성하는 관통홀 형성단계(S140)와, 상기 관통홀(13)이 형성된 몰드원단(10)을 냉각 수조(62)를 통과시켜 완전히 경화시키는 최종 냉각단계(S150)와, 완전히 경화된 몰드원단(10)을 공급롤(65)에 권취하는 몰드원단 권취단계(S160)로 구성된다.

상기 몰드원단 형성단계(S120)에서는 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈(11)이 형성된 몰드원단(10)이 형성되고, 상기 관통홀 형성단계(S140)에서는 상기한 마이크로니들 몰드 홈(11)을 관통하는 관통홀(13)이 형성된다. 상기 중간 냉각단계(S130)는 다수 개의 관통홀(13)을 형성하기에 적합한 정도로 경화시키는 단계이다. 예를 들어, 상기 중간 냉각단계(S130)는 관통홀(13)을 용이하게 관통 형성할 수 있으면서도 관통홀(13)이 다시 융착되지 않을 정도로 냉각시킨다. 그리고 상기 공급롤(65)에 권취된 몰드원단(10)은 패드원단을 제조하는 공정으로 이송된다.

도 7에서 보는 바와 같이, 상기 몰드원단 제조장치(50)는, 입자 또는 분말상태의 원료물질을 공급하는 호퍼(52)와 원료물질을 용융시켜 압출하는 압출기(53)로 이루어진 압출공급장치(51)와, 외주면의 양단에 돌출부(153)가 형성되고 상기 돌출부(153) 사이에는 다수 개의 몰드용 마이크로니들(155)이 형성된 금형드럼(55)과, 상기 금형드럼(55)의 돌출부(153)와 접촉되어 회전하여 상기 돌출부(153)의 안쪽에 소정 두께의 몰드원단(10)을 형성하는 도포롤러(56)와, 상기 도포롤러(56)의 하단에 설치되고 상기 금형드럼(55)의 외주면을 따라 이동하는 몰드원단(10)을 향하여 차가운 공기를 송풍하는 송풍장치(57)와, 상기 금형드럼(55)의 외주면을 따라 회전하는 몰드원단(10)을 가압하여 상기 몰드용 마이크로니들(155)의 선단이 상기 몰드원단(10)을 뚫고 그 외주면에 박혀서 몰드원단(10)에 다수 개의 관통홀(13)을 형성하는 실리콘롤러(58)와, 상기 관통홀(13)이 형성된 몰드원단(10)을 냉각시키는 냉각 수조(62)를 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 호퍼(52)는 입자 또는 분말 상태의 몰드용 원료물질을 공급하고, 상기 압출기(53)는 상기 호퍼(52)에서 공급되는 원료를 가열하여 용융시킨 후 스크류 이송장치를 통해 전방으로 압출시킨다.

상기 금형드럼(55)는 중심축을 중심으로 회전하는 원통형 드럼으로서, 도 8의 확대도에서 보는 바와 같이, 외주면에는 다수 개의 몰드용 마이크로니들(155)이 일체로 형성되어 있고, 상기 양단에는 몰드용 마이크로니들(155)보다 상부로 돌출되는 돌출부(153)가 일체로 형성되어 있다. 따라서 상기 돌출부(153) 사이에는 소정 깊이의 요홈부(156)에 형성되고, 이 요홈부(156)에는 다수 개의 몰드용 마이크로니들(155)이 형성되어 있다.

따라서 상기 압출공급장치(51)에서 공급되는 용융된 원료물질은 상기한 요홈부(156)로 공급된다. 그리고 상기 요홈부(156)의 상부에서 이동하는 도포롤러(56)에 의해서 소정 폭과 두께를 갖는 몰드원단(10)이 형성된다. 이때 상기 도포롤러(56)는 단단한 소재로 이루어지고 그 외주면이 상기 금형드럼(55)의 돌출부(153)의 상면과 접촉하여 이동한다.

한편, 상기 실리콘롤러(58)는 부드럽고 탄성이 있는 소재(158)로 이루어지고, 상기 금형드럼(55)의 요홈부(156)에 삽입될 수 있는 폭으로 이루어진다. 따라서 상기 실리콘롤러(58)를 요홈부(156)에 삽입하여 가압하면, 요홈부(156)에 도포된 몰드원단(10)이 압축되고, 금형드럼(55)의 외주면에 돌출되어 있는 몰드용 마이크로니들(155)이 몰드원단(10)을 관통하여 실리콘롤러(58)의 부드러운 외주면에 일정 깊이로 박힌 상태로 회전하게 된다. 이어서 상기 금형드럼(55)과 실리콘롤러(58)가 회전하여 분리되면, 가압되었던 몰드원단(10)은 다시 팽창하여 원래 두께로 복귀하고, 몰드원단(10)을 관통하고 있던 몰드용 마이크로니들(155)은 몰드원단(10)에서 빠지는 동시에 다수 개의 관통홀(13)을 형성하게 된다. 이때 상기 관통홀(13)은 외부에서 강한 진공이 작용하기 전까지는 자체 탄성에 의해서 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.

상기 송풍장치(57)는 송풍기(157)와 송풍관(257)으로 구성되며, 상온 또는 저온의 공기를 몰드원단(10)의 표면으로 불어주어 몰드원단(10)이 적당한 경도를 갖도록 경화시킨다.

그리고 상기 냉각 수조(61)는 관통홀(13)이 형성된 몰드원단(10)이 냉각수를 통과하도록 하여 몰드원단(10)을 굳힌다. 이어서, 완전히 굳어진 몰드원단(10)는 공급롤(65)에 감겨져서 패드원단(20)을 만들기 위해 사용된다. 패드원단(20)를 제조하는 방법에 대해서는 이미 상술하였으므로 생략한다.

끝으로 시트 형상으로 제조된 패드원단(20)는 소정의 컷터(90:도3 참조)를 사용하여 소정 크기와 형태로 절단하여 마이크로니들 패드(20A)를 만든다. 그리고 상기 마이크로니들 패드(20A)의 상면에 소정 크기의 접착시트(30)를 부착함으로써 마이크로니들 패치(1)를 만들게 된다.

이때, 상기 마이크로니들 패드(20A)의 크기와 형태, 그리고 패드원단(20)의 상면에 부착된 보호시트(40)와 저면에 부착된 몰드원단(10)의 처리 및 제거 방법은 마이크로니들 패치(1)의 용도와 크기에 따라 다양한 방법으로 실현될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로니들 패드원단 제조공정은, 마이크로니들 몰드 홈(11)에 관통홀(13)이 형성되어 있는 몰드원단(10)을 이용하여 패드원단(20)을 연속적으로 생산하고, 상기 몰드원단(10)의 저면에 진공 흡 입력을 형성하여, 몰드원단(10)의 마이크로니들 몰드 홈(11) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 진공 상태를 조성함으로써, 마이크로니들 몰드 홈(11)으로 들어오는 용융성 원료물질이 마이크로니들 몰드 홈(11)의 하단 끝까지 충진되어 단부가 뾰족한 마이크로니들(24)을 형성할 수 있다.

그리고 상기 몰드원단을 제조하는 장치(50)에 의해서 만들어진 몰드원단(10)은, 롤 형태로 감길 수 있는 시트 형상으로 이루어지고 일면에는 다수 개의 마이크로니들을 성형하기 위한 마이크로니들 몰드 홈(11)이 소정 깊이로 형성되고, 각 마이크로니들 몰드 홈(11)의 단부에는 외부와 연통하는 관통홀(13)이 각각 형성되되, 상기 관통홀(13)은 자체 탄성에 의해 폐쇄된 상태를 유지하고 외부의 진공력이 가해질 경우에만 개방될 수 있다.

이상에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로니들 패드 제조방법과 장치에 대해서 설명하였으나 이것은 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 수단으로 제공된 것이므로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것이 아니다 아울러 당업자는 본 명세서에 개시된 기술로부터 다양한 변형 예를 쉽게 개발할 수 있으나 이러한 변형 예 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이 분명하다.

도 1은 피부를 통해 약물을 전달하는 마이크로니들 패치의 일 예를 보여주는 개략적인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 마이크로니들 패드 제조방법을 보여주는 개략적인 흐름도,

도 3은 본 발명에 따라 마이크로니들 패치를 제조하는 전과정을 개략적으로 보여주는 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 패드원단 제조공정을 보여주는 개략적인 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 패드원단을 제조하기 위한 장치를 보여주는 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 몰드원단 제조방법을 보여주는 개략적인 흐름도,

도 7은 본 발명에 따른 몰드원단 제조장치를 보여주는 구성도,

도 8은 도 7에 도시된 장치의 부분 확대도이다.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1 : 마이크로니들 패치 10 : 몰드원단

11 : 마이크로니들 13 : 관통홀

20 : 패드원단 20A : 마이크로니들 패드

24 : 마이크로니들 30 : 접착시트

55 : 금형드럼 56 : 도포롤러

58 : 실리콘롤러 70 : 패드원단 제조장치

73 : 회전드럼 75 : 도포용 호퍼

79 : 진공 흡입장치 80 : 진동장치

155 : 몰드용 마이크로니들 156 : 요홈부

Claims (14)

1. 마이크로니들 패드를 제조하는 방법에 있어서,

   다수 개의 몰드용 마이크로니들이 형성된 금형드럼 위에 용융 상태의 몰드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 다수 개의 마이크로니들 몰드 홈이 형성된 몰드원단를 만드는 몰드원단 형성단계와;

   공급롤에 감겨 있는 상기 몰드원단을 회전드럼의 외주면을 따라 접촉시켜 공급하는 몰드원단 공급단계와, 상기 회전드럼을 따라 이동하는 몰드원단 위에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 패드용 원료물질을 일정한 두께로 도포하여 소정 두께의 패드원단을 형성하는 패드원단 형성단계와, 상기 패드원단이 형성된 몰드원단의 저면에 진공 흡입력을 작용시켜 몰드원단에 형성된 다수 개의 관통홀을 통해서 마이크로니들 몰드 홈 내부의 공기를 외부로 배출하여 패드원단의 저면에 형성된 마이크로니들의 끝을 뾰족하게 성형하는 진공 흡입 단계로 구성되어 다수 개의 마이크로니들이 일체로 형성된 패드원단을 만드는 패드원단 제조공정과;

   상기 패드원단을 소정 크기와 형태로 절단하여 다수 개의 마이크로니들 패드를 만드는 마이크로니들 패드 제조공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로니들 패드 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 패드원단 형성단계 후에, 패드원단 위에 보호시트를 부착하는 보호시트 부착단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 패드 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 패드원단 형성단계 후에, 패드원단에 진동력을 가하여 약재성분이 마이크로니들의 단부쪽에 집중되도록 하는 진동단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 패드 제조방법.
5. 제 1항, 제3항 또는 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 몰드원단 제조공정은,

   몰드용 원료물질을 용융시켜 압출하는 원료물질 압출단계와;

   몰드용 마이크로니들이 형성된 금형드럼 위로 용융된 몰드용 원료물질을 공급하는 원료물질 공급단계와;

   상기 금형드럼 위로 공급된 용융된 원료물질을 도포롤러로 가압하여 소정 두께의 몰드원단을 형성하는 몰드원단 형성단계와;

   상기 몰드원단을 냉각시킨 후 냉각된 몰드원단을 실리콘롤러로 가압하여 몰드원단의 마이크로니들 몰드 홈에 각각 관통홀을 형성하는 관통홀 형성단계와;

   상기 관통홀이 형성된 몰드원단을 냉각 수조를 통과시켜 완전히 경화시키는 최종 냉각단계와;

   완전히 경화된 몰드원단을 공급롤에 권취하는 몰드원단 권취단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 패드 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 몰드원단 형성단계와 관통홀 형성단계 사이에는 상기 몰드원단에 냉각용 공기를 분사하여 몰드원단에 형성된 관통홀이 융착되는 것을 방지할 수 있도록 경화시키는 중간 냉각단계가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 패드 제조방법.
7. 마이크로니들 패드를 만들기 위한 패드원단을 제조하는 장치에 있어서,

   몰드원단이 권취되어 있는 몰드원단 공급롤과;

   상기 공급롤에서 공급되는 몰드원단을 일 측으로 이송시키는 회전드럼와;

   상기 회전드럼의 상부에 설치되고 상기 회전드럼의 외주면을 따라 이송하는 몰드원단 위에 약재성분이 포함된 용융 또는 점성의 패드용 원료물질을 일정 두께로 도포하여 상기 몰드원단 위에 소정 두께의 패드원단을 형성하는 도포용 호퍼와;

   상기 패드원단에 진공 흡입력을 작용하여 상기 몰드원단에 형성된 관통홀을 통해 마이크로니들 몰드 홈 내부의 공기를 외부로 배출시켜 패드원단의 저면에 형성된 마이크로니들의 끝을 뾰족하게 형성하는 진공 흡입장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패드원단을 제조하는 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 도포용 호퍼의 하부에는 상기 몰드원단과 함께 이송되는 패드원단의 상면에 보호시트를 부착하기 위한 시트부착장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 패드원단을 제조하는 장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 진공 흡입장치는 진공롤러와 진공테이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 패드원단을 제조하는 장치.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 진공 흡입장치의 후단에는 패드원단을 상하 또는 좌우로 진동시키기 위한 진동장치가 더 설치된 것을 특징으로 하는 패드원단을 제조하는 장치.
11. 마이크로니들 패드를 만들기 위한 몰드원단을 제조하는 장치에 있어서,

    입자 또는 분말상태의 원료물질을 공급하는 호퍼와 원료물질을 용융시켜 압출하는 압출기로 이루어진 압출공급장치와;

    외주면의 양단에 돌출부가 형성되고 상기 돌출부 사이에는 다수 개의 몰드용 마이크로니들이 배열된 금형드럼과;

    상기 금형드럼의 돌출부와 접촉되어 회전하고 상기 돌출부의 안쪽에 소정 두께의 몰드원단을 형성하는 도포롤러와;

    상기 금형드럼의 외주면을 따라 회전하는 몰드원단을 가압하여 상기 몰드용 마이크로니들의 선단이 상기 몰드원단을 뚫고 그 외주면에 박혀서 상기 몰드원단에 다수 개의 관통홀을 형성하는 실리콘롤러와;

    상기 관통홀이 형성된 몰드원단을 냉각시키는 냉각 수조를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 몰드원단을 제조하는 장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 도포롤러와 실리콘롤러 사이에는 상기 금형드럼의 외주면을 따라 이동하는 몰드원단을 향하여 차가운 공기를 송풍하는 송풍장치가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 몰드원단을 제조하는 장치.
13. 삭제
14. 삭제

Images