KR101200249B1 - 경피 약물 전달 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경피 약물 전달 장치에 관한 것으로, 일정 피부 부위에 초음파와 전압를 동시에 인가하여 피부각질층의 약물 투과율을 증진시킴으로써 피부를 통한 약물의 전달 효율을 증대시킬 수 있다.

이를 위하여 본 발명은 교류신호가 인가되면 초음파를 발생하여 피부에 방사되게 하는 초음파 방사부(110); 전압이 인가되면 피부에 전류가 흐르게 하는 미세전류 인가부(120); 약물 수용액이 함유되어 있는 매질(130): 상기 초음파 방사부(110)와 미세전류 인가부(120)를 구동시키는 구동부(200);를 포함하고, 상기 매질(130)이 상기 미세전류 인가부(120)와 피부 사이에 개재되어 구성되는 것을 특징으로 하는 경피 약물 전달 장치를 제공한다.

약물 전달, 경피 약물 전달, 초음파, 전리, 약물 투과율, 매질

Description

경피 약물 전달 장치{Transdermal drug delivery device}

본 발명은 경피 약물 전달 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피부를 통해 약물을 투여하여 약물의 진피층 전달 효율을 향상시키기 위한 경피 약물 전달 장치에 관한 것이다.

일반적으로 인체에 약물을 투여하는 방식으로는 경구용 방식이 있다. 이 경구용 약물 투여 방식은 입을 통해 인체에 약물을 공급하는 방식으로서, 피투여자가 직접 약을 먹어서 약물을 흡수시키는 가장 대표적인 방법이지만, 소화기관을 거치면서 약물이 영향을 받게 되거나, 혹은 특정 부위에 직접적으로 약물 성분을 전달하기 어려운 문제가 있다.

약물을 투여하는 다른 방식으로는 주사기와 같은 투입수단을 사용하는 방법이나 피부를 통해 약물을 흡수시키는 방법 등이 있다.

투입수단을 사용하는 방법은 다른 방법에 비해 비교적 약물의 흡수속도가 빠 른 장점이 있으나, 피투여자, 즉 환자가 투입수단에 대해 공포감을 가지는 등으로 인해 약물을 인체에 투여하기 어려운 문제가 있다.

반면에 피부를 통해 약물을 흡수시키는 방법은 환자가 약물을 투여하는데 대한 공포감을 가지는 어려움이 없고, 특정 부위에 약물 성분을 전달하기 용이하며, 지속적인 약물 투여가 가능하다는 장점이 있다.

이러한 장점으로 인하여 최근 피부를 통한 약물 주입, 즉 경피 약물 전달을 위한 방법에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다.

도 1은 피부 조직의 단면을 개략적으로 보여주는 도면으로서, 피부 각질(Stratum Corneum, SC)층(1)을 포함하는 외피(epidermis)층(2)과 진피(dermis)층(3)을 나타낸다.

일반적으로 피부를 통해 약물을 투여하기 위해서는 피부 조직의 최외부에 존재하는 피부 각질층(1)을 통과하여 진피층(3)까지 약물을 전달하여야 하는데, 이때 피부각질이 피부를 통한 약물의 확산을 방지하는 문제점을 해결하기 위해 피부각질층의 약물 투과율을 증진시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

기존에 경피 약물 전달을 위해 활용되는 방법으로는, 패치(patch)를 이용하는 방법, 초음파를 이용하는 방법, 화학제제의 혼합물을 이용하는 방법, 인체에 전압을 인가함으로써 전류를 흐르게 하여 약물의 이동성을 증진시키는 전리 요법(ionotophoresis) 및 전기천공법(electroporation) 등이 있다.

상기와 같은 기존 경피 약물 전달 방법은 원리적인 측면에서 서로 다른 메커니즘에 의해 약물 전달 효율을 증진시킬 수 있으며, 이에 따라 전달 약물의 종류에 따라 각기 다른 전달 효율을 나타낸다.

최근에는 이러한 피부를 통한 약물 전달시 피부각질층의 약물 투과율을 보다 증진시키기 위하여 기존 방법을 복합적으로 시행함으로써 약물 전달 효율을 높이는 방법이 강구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 일정 피부 부위에 초음파와 전압를 동시에 인가하여 피부각질층의 약물 투과율을 증진시킴으로써 피부를 통한 약물의 전달 효율을 증대시킬 수 있는 경피 약물 전달 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 교류신호가 인가되면 초음파를 발생하여 피부에 방사되게 하는 초음파 방사부(110); 전압이 인가되면 피부에 전류가 흐르게 하는 미세전류 인가부(120); 약물 수용액이 함유되어 있는 매질(130): 상기 초음파 방사부(110)와 미세전류 인가부(120)를 구동시키는 구동부(200);를 포함하고, 상기 매질(130)이 상기 미세전류 인가부(120)와 피부 사이에 개재되어 구성되는 것을 특징으로 하는 경피 약물 전달 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 약물 수용액을 함유한 매질(130)을 매개로 하여 피부에 초음파를 방사하는 초음파 방사단계; 상기 매질(130)과 피부에 전압을 인가하는 전압 인가단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경피 약물 전달 방법도 제공한다.

본 발명에 따른 경피 약물 전달 장치는 초음파 요법과 전리 요법을 복합적으로 이용하여 피부각질층의 약물 투과율을 증진시킴으로써 피부를 통한 약물의 전달 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 초음파를 피부에 방사하여 피부 각질층의 약물 투과율을 증대시킴과 동시에 매질 및 이 매질에 접촉된 피부에 전압을 인가함으로써, 이온화된 약물의 이동성을 증진시켜 전달 약물의 진피층 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

이와 같은 경피 약물 전달 장치는 환자가 약물의 투여에 대한 공포감을 가지는 어려움이 없고, 원하는 일정 부위에 약물 성분을 전달하기 용이하며, 지속적인 약물 투여가 가능하다는 근본적인 장점이 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

본 발명은 피부를 통해 약물을 투여하기 위한 경피 약물 전달 장치에 대한 것으로, 초음파 요법과 전리 요법을 혼합하여 피부를 통한 약물의 전달 효율을 증진시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설 명한다.

도 2는 본 발명에 따른 경피 약물 전달 장치를 개략적으로 보여주는 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 구동부의 구성 및 연결을 보여주는 개략도이다.

본 발명은 매질을 통해 초음파를 피부에 전달하여 피부 각질(Stratum Corneum, SC)층의 투과율을 증대시킴과 동시에, 매질 및 이 매질에 접촉된 피부에 전압을 인가하여 이온화된 약물의 이동성을 증진시킴으로써, 전달 약물의 진피(dermis)층 전달 효율을 향상시킨다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 경피 약물 전달 장치는 피부 표면에 초음파를 방사하기 위한 초음파 방사부(110)와, 미세한 전류를 피부에 인가하기 위한 미세전류 인가부(120)와, 피부에 전달하고자 하는 전달 약물 수용액과 기타 화학제제를 함유하고 있는 고형상의 매질(330) 및 이 초음파 방사부(110)와 미세전류 인가부(120) 등의 구동을 위한 구동부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 구동부(200)를 제어하기 위한 제어부(300)가 구성된다.

이하, 보다 구체적으로 설명하면, 상기 초음파 방사부(110)는 교류 신호의 인가에 의해 초음파를 발생시키는 압전소자(112)와, 이 압전소자(112)에 교류 신호를 인가시키기 위한 한 쌍의 전극(101,111)으로 구성되어 피부 각질층에 초음파를 방사함으로써 약물의 투과율을 높일 수 있다.

상기 한 쌍의 전극(101,111)은 교류 신호가 인가되는 교류인가전극(111)과 접지 역할을 하는 접지전극(101)으로 이루어진다.

전리 요법을 위해 구성되는 미세전류 인가부(120)는, 인체 즉 피부 부위에 전압을 인가함으로써 전류를 흐르게 하기 위하여 피부에 부착되는 다른 한 쌍의 전극(101,121)으로 구성될 수 있고, 이 다른 한 쌍의 전극(101,121)은 전압이 인가되는 양전극(121)과 음전극(101)으로 이루어진다.

여기서 양전극은 직류 전류가 공급되는 상대전극(121)으로 구성되고, 음전극은 접지 역할을 위한 접지전극(101)으로 구성되며, 이 접지전극(101)은 상기 초음파 방사부(110)와 공유하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 접지전극(101)은 전달 약물을 함유하는 매질(130)의 일면이 접하도록 구성되어 있고, 이 매질(130)의 다른 면은 피부에 접촉하게 된다.

여기서, 미세전류 인가부(120)의 상대전극(121)은 이온화된 약물의 피부 표면에서의 이동을 위해 접지전극(101)과 일정 거리가 이격된 위치에서 피부에 접하도록 구성된다.

상기 매질(130)은 전달 약물 및 각종 화학제제가 용해되어 있는 약물 수용액을 흡수하여 내부에 함유할 수 있는 고형상의 물질로 이루어지며, 예를 들어 하이드로겔(hydrogel)과 같은 재료로 구성될 수 있다.

이 하이드로겔은 친수성 고분자로서, 내부에 다공성 구조를 가지고 있기 때문에 물 또는 수용액과 같은 용액을 자체 부피의 약 1000배까지 흡수할 수 있다.

이에 따라 본 발명에서 매질(130)은 전달 약물 및 기타 화학제제를 함유하는 저장소의 기능뿐 아니라, 교류인가전극(111)과 접지전극(101) 사이에 인가되는 교류 신호에 의해 압전소자(112)에서 발생되는 초음파를 피부 표면에 전달하는 매개체 기능을 한다.

또한, 상기 매질(130)은 접지전극(101)과 피부 사이에 전기적 컨택을 가능하게 하여, 접지전극(101)과 매질(130), 접지전극(101)과 상대전극(121) 사이에 피부 및 상대전극(121)으로 연결되는 닫힌 전기회로가 구성되도록 함으로써, 이 전기회로에 전압을 인가하여 일정한 전류의 통전이 가능하게 한다.

한편, 매질(130)에 저장, 즉 함유되어 있는 약물은 약물 수용액의 pH값에 따라 양이온성 또는 음이온성 물질이 될 수 있으며, 상대전극(121)에 비해 접지전극(101)이 양의 전위를 가지면 양이온성 물질이 매질(130)을 통해 피부쪽으로 이동되고, 상대전극(121)에 비해 접지전극(101)이 음의 전위를 가지면 음이온성 물질이 매질(130)을 통해 피부측으로 이동하게 된다.

본 발명에서 구동부(200)는 초음파 방사부(110) 및 미세전류 인가부(120)와 연결되어 폐회로를 구성하며, 초음파 방사부(110)의 압전소자(112)를 구동하기 위한 교류신호를 발생시키는 교류신호발생부(210)와, 미세전류 인가부(120)에 일정한 전류를 흘려보내기 위한 전류발생부(220) 등으로 이루어진다.

다시 말하면, 상기 교류신호발생부(210)로부터 발생된 교류신호가 초음파 방사부(110)의 교류인가전극(111)과 접지전극(101)을 통해 압전소자(112)에 전달되어 초음파를 발생시키고, 전류발생부(220)에서 발생되는 전압으로 인하여 일정한 전류가 미세전류 인가부(120)의 상대전극(121)과 접지전극(101)을 통해 피부 표면에 흐르게 된다.

이때 교류신호발생부(210)와 전류발생부(220)는 외부의 제어부(300)에 의해서 교류신호 및 전류 발생 시간, 전압 강도, 전류 강도 등이 제어될 수 있다.

본 발명에서 교류인가전극(111)과 상대전극(121) 및 접지전극(101) 등은 압전소자(112) 혹은 피부 표면에 전압을 인가하기 위한 도전부재로 이루어지며, 각 도전부재는 구분을 위해 교류인가전극(111)은 제1도전부재, 상대전극(121)은 제2도전부재, 접지전극(101)은 접지도전부재 등으로 명할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 경피 약물 전달 장치는, 피부를 통한 약물의 전달 효율을 증대시키기 위한 것으로서, 일정한 피부 부위에 초음파와 전압을 둘다 인가하여 약물의 피부각질층 투과율을 높이는 동시에 약물의 이동성을 증진시킴으로써, 피부를 통한 약물 전달의 가장 큰 문제점인 피부각질층의 낮은 약물 투과율을 향상시키고 약물의 전달 효율을 증대시킬 수 있도록 한다.

즉, 본 발명은 약물, 예를 들어 연고나 화장품 등의 경피 전달 물질이 피부 각질층을 포함한 외피(epidermis)층을 통과하여 진피층까지 전달될 수 있도록 각질층의 약물 투과율을 향상시키는 효율적인 경피 약물 전달 장치를 제공한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예의 작동상태를 정리하여 설명하면 다음과 같다.

제어부(300)의 명령에 따라 초음파 방사부(110)와 미세전류 인가부(120)에 전기적으로 연결된 교류신호발생부(210)와 전류발생부(220)가 구동되어 교류신호와 전압을 발생시킨다.

그럼, 초음파 방사부(110)의 교류인가전극(111)과 접지전극(101)에 교류신호 가 인가되면서 초음파 발생소자인 압전소자(112)에서 초음파가 발생되고 매질(130)을 통해 피부로 방사되며 피부각질층의 약물 투과율을 높이는 동시에, 미세전류 인가부(120)의 상대전극(121)과 접지전극(101)을 통해 흐르는 전류에 의해 전기장이 형성되고, 이 전기장을 통해 매질(130)에 함유되어 있는 약물(이온화된 약물)의 이동성이 증진된다.

이때, 약물은 약물이 용해되어 있는 수용액의 pH값에 따라 양이온성 또는 음이온성 물질이 되어 매질(130)을 통해 피부 측으로 이동된다.

그리고, 본 발명은 투여하고자 하는 약물의 종류나 용량에 따라 초음파 방사 및 전압 인가 시간과 전압 강도 등을 조절하여 약물의 투여 용량 및 속도 등을 제어하는 것이 가능하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 피부 조직의 단면을 개략적으로 보여주는 도면

도 2는 본 발명에 따른 경피 약물 전달 장치를 개략적으로 보여주는 구성도

도 3은 본 발명에 따른 구동부의 구성 및 연결을 보여주는 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 접지전극

110 : 초음파 방사부

111 : 교류인가전극

112 : 압전소자

120 : 미세전류 인가부

121 : 상대전극

130 : 매질

200 : 구동부

210 : 교류신호발생부

220 : 전류발생부

300 : 제어부

Claims (10)

1. 교류신호가 인가되면 초음파를 발생하여 피부에 방사되게 하는 초음파 방사부(110);

   전압이 인가되면 피부에 전류가 흐르게 하는 미세전류 인가부(120);

   약물 수용액이 함유되어 있으며 상기 미세전류 인가부(120)와 피부 사이에 개재되는 매질(130);

   상기 초음파 방사부(110)와 미세전류 인가부(120)를 구동시키는 구동부(200);를 포함하고,

   상기 초음파 방사부(110)는 교류신호가 인가되는 제1도전부재(111)와, 상기 매질(130)에 접촉되는 접지도전부재(101)로 이루어진 한 쌍의 전극 및 상기 제1도전부재(111)와 접지도전부재(101) 사이에 개재되는 초음파 발생소자(112)로 구성되며,

   상기 미세전류 인가부(120)는 전압이 인가되는 제2도전부재(121)와 상기 매질(130)에 접촉되는 접지도전부재(101)로 이루어진 한 쌍의 전극을 포함하도록 구성되며,

   상기 접지도전부재(101)는 상기 초음파 방사부 및 상기 미세전류 인가부에 공유되는 공통전극인 것을 특징으로 하는 경피 약물 전달 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 구동부(200)는 제1도전부재(111)에 교류신호를 공급할 수 있는 교류신호발생기(210)와, 제2도전부재(121)에 전압을 인가할 수 있는 전류발생기(220)로 구성되는 것을 특징으로 하는 경피 약물 전달 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 구동부(200)의 교류신호와 전압 발생 시간을 제어하는 제어부(300)가 구성되는 것을 특징으로 하는 경피 약물 전달 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2도전부재(121)는 접지도전부재(101)와 일정 거리가 이격된 위치에서 피부에 접하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경피 약물 전달 장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 매질(130)은 다공성 구조를 가지는 친수성 고분자로 이루어진 고형상의 재질인 것을 특징으로 하는 경피 약물 전달 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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